EP1747104A1 - Wiring and method for instrumenting a tyre or an antivibration hinge or a safety support for a vehicle contact with ground - Google Patents

Wiring and method for instrumenting a tyre or an antivibration hinge or a safety support for a vehicle contact with ground

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Publication number
EP1747104A1
EP1747104A1 EP05749588A EP05749588A EP1747104A1 EP 1747104 A1 EP1747104 A1 EP 1747104A1 EP 05749588 A EP05749588 A EP 05749588A EP 05749588 A EP05749588 A EP 05749588A EP 1747104 A1 EP1747104 A1 EP 1747104A1
Authority
EP
European Patent Office
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support
tire
connection element
complex
electrical connection
Prior art date
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Withdrawn
Application number
EP05749588A
Other languages
German (de)
French (fr)
Inventor
Lionel Fagot-Revurat
Patrick Gougnaud
Valéry Poulbot
Michel Robert
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Compagnie Generale des Etablissements Michelin SCA
Michelin Recherche et Technique SA France
Original Assignee
Michelin Recherche et Technique SA Switzerland
Michelin Recherche et Technique SA France
Societe de Technologie Michelin SAS
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Filing date
Publication date
Application filed by Michelin Recherche et Technique SA Switzerland, Michelin Recherche et Technique SA France, Societe de Technologie Michelin SAS filed Critical Michelin Recherche et Technique SA Switzerland
Publication of EP1747104A1 publication Critical patent/EP1747104A1/en
Withdrawn legal-status Critical Current

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Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60C—VEHICLE TYRES; TYRE INFLATION; TYRE CHANGING; CONNECTING VALVES TO INFLATABLE ELASTIC BODIES IN GENERAL; DEVICES OR ARRANGEMENTS RELATED TO TYRES
    • B60C23/00—Devices for measuring, signalling, controlling, or distributing tyre pressure or temperature, specially adapted for mounting on vehicles; Arrangement of tyre inflating devices on vehicles, e.g. of pumps or of tanks; Tyre cooling arrangements
    • B60C23/02—Signalling devices actuated by tyre pressure
    • B60C23/04—Signalling devices actuated by tyre pressure mounted on the wheel or tyre
    • B60C23/0491—Constructional details of means for attaching the control device
    • B60C23/0493—Constructional details of means for attaching the control device for attachment on the tyre
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60C—VEHICLE TYRES; TYRE INFLATION; TYRE CHANGING; CONNECTING VALVES TO INFLATABLE ELASTIC BODIES IN GENERAL; DEVICES OR ARRANGEMENTS RELATED TO TYRES
    • B60C23/00—Devices for measuring, signalling, controlling, or distributing tyre pressure or temperature, specially adapted for mounting on vehicles; Arrangement of tyre inflating devices on vehicles, e.g. of pumps or of tanks; Tyre cooling arrangements
    • B60C23/02—Signalling devices actuated by tyre pressure
    • B60C23/04—Signalling devices actuated by tyre pressure mounted on the wheel or tyre
    • B60C23/0408—Signalling devices actuated by tyre pressure mounted on the wheel or tyre transmitting the signals by non-mechanical means from the wheel or tyre to a vehicle body mounted receiver
    • B60C23/0422—Signalling devices actuated by tyre pressure mounted on the wheel or tyre transmitting the signals by non-mechanical means from the wheel or tyre to a vehicle body mounted receiver characterised by the type of signal transmission means
    • B60C23/0433—Radio signals
    • B60C23/0447—Wheel or tyre mounted circuits
    • B60C23/0452—Antenna structure, control or arrangement

Definitions

  • the invention relates to the field of instrumentation of deformable articles used in the ground connection of a vehicle. More particularly, the invention relates to the electrical wiring required for complete instrumentation of such a deformable joint and its integration so as not to alter the mechanical properties of said article for connection to the ground of the vehicle.
  • the instrumentation of tires aims to integrate electronic devices therein, such as sensors, in order to ensure, for example, the monitoring of parameters relating to the use and / or wear of tires. It has thus been envisaged to integrate a sensor into the rubber of the tire, although it undergoes significant deformations both during its manufacture and during its use. Such electronic devices must also also include the means for supplying the sensors and recovering the signals, or even processing them.
  • the solutions described in the prior art offer sensors that are as small as possible, for example of the nail type (see the document EP-A-1 275 949), coupled to a receiving antenna, often electromagnetic.
  • antennas are in the form of an electrical conductor forming a closed loop, which can extend over the entire circumference of the tire: see documents WO 99/29522 or WO 99/29495.
  • the loops are configured to be able to undergo elongation, for example with the zigzag conductive wire; in addition, the thread is sometimes associated with an elastomer coating.
  • the instrumentation of a tire remains an accessory, and it is clear that the main function of the assembly obtained remains to ensure the best driving conditions.
  • the invention aims, among other advantages, to overcome the drawbacks mentioned above, and in particular proposes an integration of electronic devices respectful of the intrinsic mechanical properties of a deformable article used in the ground connection of a vehicle, which aims in this specification an anti-vibration articulation or a tire or a safety support that is mounted inside a tire, such as a support mounted inside a PAX System marketed in particular by Michelin.
  • tire designates both an inflatable tire and an elastic tire or a track, all these terms having to be interpreted as equivalent: the context of the invention aims to provide means for making these rubber articles communicating instrumented objects.
  • the invention proposes to increase the possibilities of instrumentation by the formation of electrical connections invisible from the mechanical point of view between different integrated elements, and the installation of preformed electronic complexes.
  • the invention relates in one of its aspects to an electrical connection element capable of being attached to a deformable article used for the connection to the ground of a vehicle, during its manufacture and before its vulcanization.
  • the connection element comprises an electric harness, or wiring, composed of at least one electric wire, preferably several, which can form parallel paths between them, and each end of which can be connected to a different functional unit, the wires.
  • the distance between the functional units can be of the order of a few millimeters, for example in the case of a piezoelectric sensor whose signal is weak, up to more than ten centimeters, for example in the case where two sensors diametrically opposite with respect to the tire are connected to the same processing unit.
  • the electrical wires can be brass-plated steel wires of a similar nature to the reinforcements already used in pneumatic structures.
  • the beam is integrated into a support according to a predetermined geometry such that it tolerates a traction exerted on the support without breaking or undergoing displacement relative to the interface with respect to the surrounding support.
  • the support is composed of a pre-crosslinked elastomer, preferably insulating, which is compatible with the mixtures conventionally used in the pneumatic field.
  • a pre-crosslinked elastomer preferably insulating
  • the vulcanization step ensures an intimate bond.
  • the functional units used for the instrumentation are also at least partially integrated into the support.
  • the invention relates in one of its aspects to an instrumentation complex comprising at least one functional unit connected to the electric harness, and preferably comprising all of the electronics integrated in the tire, or more generally the rubber article , for its instrumentation.
  • the complex can thus include a processing unit possibly associated with a control unit, which is connected by wiring to at least one sensor and / or actuator.
  • the thickness of the support of the electrical connection element and / or of the instrumentation complex is small, of the order of a millimeter, so as to deposit this assembly during the assembly of the tire blank for example without actually modifying the tire manufacturing process.
  • the invention relates to a method for manufacturing an instrumented rubber article for the ground connection of a vehicle such as an instrumented tire, that is to say for integrating electronic components as well as their connections. electric in such an article.
  • a conventional method of forming a tire consists in assembling the different components of the tire, often semi-finished products, by depositing them in a predetermined order to form a tire blank.
  • the method according to the invention provides for depositing an electrical connection element and / or an instrumentation complex such as defined above during assembly.
  • a shaping step is provided, before or after removal of the instrumentation.
  • the electrical harness is produced so that there is no displacement between the surface of the electrical wires and the surface of the adjacent support, both during the use of the tire and during this operation. step.
  • the invention relates to a deformable article used for the connection to the ground of a vehicle such as a tire, comprising an integrated electrical wiring such that the electric wires undergo no relative displacement relative to the polymeric material composing the tire. interface scale.
  • the wires are associated with the functional units instrumenting the tire, and the rubber adjacent to these elements is insulating.
  • FIG. 1 schematically represents a tire in section.
  • FIG. 2 represents a conventional tire instrumentation.
  • Figures 3 show examples of electrical connection elements according to the invention.
  • FIG. 4 represents an embodiment of an instrumentation complex according to the invention.
  • Figure 1 shows a radial section of a known tire 1, which defines with the rim 2 a volume 3 filled with air.
  • the tire 1 is composed from different and numerous assembled layers.
  • a carcass 4 is formed above a sealing layer 5 on a cylinder, then, by increasing the pressure, shaped as a torus.
  • certain parts undergo elongations and / or deformations of the order of 40% or more.
  • a crown 6, formed from different reinforcing elements, is attached to the shaped carcass: the crown reinforcements 6 which serve to reinforce the tire can conventionally include several superimposed crossed plies, and possibly a hooping ply.
  • the draft of the tire is then finalized by the addition of the various layers of mixture constituting the tire, in particular the outer tread.
  • the successive mixing layers, deposited before and after shaping, can be of different natures; they are in particular made from rubber or another elastomer, which are loaded with silica and / or carbon black, with various additives, comprising in particular a vulcanization system.
  • Vulcanization the final step, then makes it possible to freeze the blank of a tire 1 in its final form: it is then ready to be mounted on a rim 2. It would certainly be possible to bring measuring devices for instrumentation of the tire 1 on the rubber 7, or even on the rim 2.
  • the instrumentation of a tire according to the invention includes the installation in the pneumatic blank of functional units, which can be a sensor, and / or an electronic label for identifying the tire, and / or a control device, as well as the electronic units associated with these entities.
  • the sensor can extract a signal, be sensitive to a parameter or measure it: a force sensor, and / or a temperature sensor, and / or a pressure sensor, ... are possible.
  • one of these functional units is an actuator, acting alone to modify and control a parameter or included in a regulation loop with a sensor.
  • a functional unit is conventionally connected to an antenna, often an electromagnetic antenna.
  • the functional unit here a sensor 12
  • the functional unit here a sensor 12
  • the remote control may relate to the power supply and / or the communication of the parameters captured.
  • the sensor 12 is connected to an inductive receiving antenna 16 intended to be coupled electromagnetically to an emitting antenna 18 of the transmitting device 14.
  • the receiving antenna 16 is here formed of two loops comprising a conductive wire, but other configurations are possible .
  • the antenna wires are in the form of undulations (other configurations are known) in order to be able to undergo the stresses of the tire without risk of degradation. , in particular its deformations.
  • this known instrumentation quickly finds its limits.
  • the signal received must be simple and able to be transmitted directly to the control unit 14, or else, the processing of the signal must be carried out directly in the sensor 12, which excludes any deportation of the processing to a location distant from the sensor, which however is sometimes preferable.
  • the number of sensors 12 must remain limited.
  • wires of a similar nature to the wires used for the reinforcements of crown 6 are used for the electrical connection wiring, for example: these wires, often of brass-plated steel, are known to be compatible and integrable in mixtures for tires, while retaining good mechanical strength. However, their function here is electrical connection, with the characteristics of resistivity and conductivity that this implies, and, due to the necessary insulation, they are surrounded by an insulating elastomer. Another constraint on the electrical wiring comes from the very nature of the tire: composed of elastomers and / or rubbers loaded with silica and carbon, it is slightly conductive. However, an electrical signal transmission connection requires that the electrical wires be electrically isolated from each other and installed in an insulating medium.
  • connection element The electrical wires of the connection element according to the invention are integrated, associated, that is to say secured, with a support, so that no movement occurs at the interface between the wire and the support. during the elastic deformation of this last.
  • the conductors deform identically to the medium in which they are found, but the wires themselves, inelastic, keep a constant length. That is to say that when the support is pulled, the support can lengthen without the wires opposing resistance due to the geometry of their layout; moreover, at the interface, there is no displacement between the surface of the wires and the surface of the support which is adjacent to them. To accentuate the adhesion, the surface of the wires can be treated before coating in the support.
  • the electrical connection element 20 comprises a bundle of electrical wires 22, which can be of variable number, for example twelve.
  • the strands do not touch, so as to avoid any shearing between two strands during stretching; it is therefore desirable for each wire 22 to define a path parallel to its neighbor.
  • the wires 22 are laid flat in an elastomer while having undulations.
  • the wires 22 are in the form of helical windings 27, as illustrated in FIGS. 3C and 3D which represent the same geometry according to two different cutting planes.
  • the choice of geometry depends in particular on the initial conductors (length, nature), on the method chosen to produce this geometry, and on the future area of installation in the tire.
  • each wire adopts a tracing having the appearance of sinusoids or of a succession of involutes of a circle, preferably any form containing no rectilinear segment of finite length. Account is also taken of the step of manufacturing the tire during which the beam is added so as to include the deformations which may result therefrom.
  • the beam can be integrated into an elastomer which is in the form of a ribbon cable 28: of generally quadrilateral shape, even rectangular, of small thickness, for example of the order of a millimeter or less, a connection element 20 of this shape can be easily placed, and in any position, during a tire manufacturing step.
  • the elastomer coating the electrical harness is compatible with the rubber used for the tire: the tire instrumentation only modifies the tire manufacturing process as little as possible.
  • the elastomer is capable of being vulcanized under the same conditions as the tire in which it will be integrated.
  • the electrical connection element 20 is compatible with the mixture on which it is placed and with the mixture which covers it so that the polymer chains will overlap during the rise in temperature.
  • the polymer is no longer dissociable from its surroundings, forming intimately interlinked crosslinks.
  • the electrical connection element 20 is precooked, that is to say pre-crosslinked, or pre-vulcanized, before being integrated on the tire blank: it turns out that the start of crosslinking of the elastomer ensures complete integration and securing of the wires 22 of the bundle inside the support 28.
  • the beams as shown in Figures 3 have two ends forming a galvanic connection, and which can connect together two functional units. By way of example only, two configurations of the ends are shown, but it is clear that any configuration is possible, and that it depends in particular on the functional unit which will be connected to it.
  • the functional units connected to each of the ends are also coated by the elastomer constituting the ribbon cable 28.
  • the elastomer constituting the ribbon cable 28 it is preferable to report it , during the assembly of the various components of the tire, a complex prepared and comprising most, if not all, of the instrumentation provided there.
  • this instrumentation complex can be prepared elsewhere than on the tire production lines, for example in a more controlled environment, or even in the laboratory.
  • a complex 30 according to the invention is shown in FIG. 4: it is shaped so as to instrument the pneumatic envelope shown in dotted lines. It includes a support 32 which gives it its shape.
  • the support 32 is formed of an elastomer as described above: compatible with the rubber of the tire, it has also been pre-crosslinked and preformed so as to obtain a shape which easily adapts to the diagrammed torus.
  • the support 32 is for example entirely composed of an insulating elastomer to avoid electrical interference altering the signals from the sensors.
  • the complex comprises, in the frame shown, three bundles 34 forming the connection of the complex 30.
  • These bundles are composed of a variable number of wires, it is not necessary for the cables 34a, 34b, 34c to have the same number of wires, nor the same geometry; in particular, the beam 34c which is attached to the side undergoes stresses of a different nature from the other two.
  • the wires of each bundle have a geometry such that they can undergo an elongation, for example one of those of FIGS. 3.
  • the bundles are each connected at one of their ends to a functional processing and control unit 36.
  • each of the electrical wires is connected to three other functional units 38.
  • the two units 38a and 38b may for example be sensors, which are moreover connected to receiving or receiving antennas: the sensor 38b is connected to an electromagnetic antenna 40, the sensor 38a to two radio frequency antennas 42.
  • the third beam 34c is connected to an actuator 38c: according to the data transmitted by the sensors 38a and 38b at unit 36, unit 36 will indicate to the actuator 38c to apply a stress to the sidewall of the tire on which it will be mounted. All the elements 34, 36, 38, 40, 42 are integrated in the support 32 so as not to undergo relative displacement relative to the elastomer at any point of contact when a traction and / or compression is exerted. on the support 32.
  • the support 32 itself being made of a material compatible with the rubber of the tire so that there is complete attachment between the tire and the support 32 constituting the exterior of the complex 30, no relative movement occurs between the instrumentation complex 30 and the tire at its interface, and therefore shearing does not alter the properties of the tire. It is possible to have a support 32 of heterogeneous nature as long as its material remains compatible with rubber, for example with a local loading of conductive particles of the elastomer in the vicinity of the antennas 40, 42.
  • the conformation of the tire takes place once the instrumentation complex is already in place, for example if certain sensors must be located below, or at the level , of the carcass ply.
  • the dimensions of the complex 30 have been chosen so as to accept deformations, for example of up to 70%, resulting both from the manufacture of the tire and from its use.
  • the conformation is of course not essential for the manufacture of an instrumented tire.
  • the structural elongation for an instrumentation complex of the same tire can be chosen of the order of 20 to 40% or between 40 and 70% depending on its use during the manufacture of the tire.
  • the tire resulting from the manufacturing process therefore includes instrumentation integrated into its volume.
  • the electrical connections are such that the electrical wires undergo, on the scale of the interface between the different materials, no movement relative to the rubber of the tire during its use.

Abstract

The instrumentation of a rubber article for a vehicle contact with ground such as an antivibration hinge or a tyre can comprise an electrical wiring (34) for interconnecting functional units (36, 38). The inventive connection element comprises a wiring (34) or wiring harness which is integrated into an uncured rubber support (32) compatible with the tyre rubber. Said connection element can be a part of an entire instrumentation complex (30) which comprises the functional units (36, 38), the connections (34) and other accessories (40, 42) which are necessary for the tyre instrumentation and integrated into the support (32), wherein the complex (30) is embodied in such a way that it is affixable to the pneumatic tyre prior to the vulcanisation thereof.

Description

CABLAGE ET PROCEDE POUR INSTRUMENTER UN PNEUMATIQUE OU WIRING AND METHOD FOR INSTRUMENTING A TIRE OR
UNE ARTICULATION ANTIVIBRATOIRE OU UN APPUI DE SECURITE DE LA LIAISON AU SOL POUR VEHICULE.AN ANTI-VIBRATION ARTICULATION OR A GROUND BINDING SECURITY SUPPORT FOR A VEHICLE.
DOMAINE TECHNIQUE L'invention se rapporte au domaine de l' instrumentation des articles déformables utilisés dans la liaison au sol d'un véhicule. Plus particulièrement, l'invention concerne le câblage électrique nécessaire à une instrumentation complète d'un tel articule déformable et son intégration de façon à ne pas altérer les propriétés mécaniques dudit une article pour liaison au sol de véhicule .TECHNICAL FIELD The invention relates to the field of instrumentation of deformable articles used in the ground connection of a vehicle. More particularly, the invention relates to the electrical wiring required for complete instrumentation of such a deformable joint and its integration so as not to alter the mechanical properties of said article for connection to the ground of the vehicle.
ÉTAT DE LA TECHNIQUE ANTÉRIEURE L'instrumentation des pneumatiques, vise à y intégrer des dispositifs électroniques, tels que des capteurs, afin d'assurer par exemple le suivi de paramètres relatifs à l'utilisation et/ou l'usure des pneumatiques . Il a ainsi été envisagé d'intégrer un capteur au caoutchouc du pneumatique, bien qu'il subisse des déformations importantes tant au cours de sa fabrication que de son utilisation. De tels dispositifs électroniques doivent par ailleurs également comporter les moyens pour alimenter les capteurs et récupérer les signaux, voire les traiter. En particulier, les solutions décrites dans l'état de la technique proposent des capteurs aussi petits que possible, par exemple de type clou (voir le document EP-A-1 275 949) , couplés à une antenne réceptrice, souvent électromagnétique. Ces antennes se présentent sous la forme d'un conducteur électrique formant une boucle fermée, qui peut s'étendre sur toute la circonférence du pneumatique : voir les documents WO 99/29522 ou WO 99/29495. Pour résister aux déformations du caoutchouc du pneumatique dans lequel elles sont noyées, les boucles sont configurées pour pouvoir subir une élongation, par exemple avec le fil conducteur en zigzag ; par ailleurs, le fil est parfois associé à un revêtement en élastomère. Cependant, aucun document ne mentionne le problème issu du cisaillement entre le conducteur, rigide, et le polymère 1' entourant . Or l'instrumentation d'un pneumatique reste un accessoire, et il est clair que la fonction principale de l'ensemble obtenu reste d'assurer les meilleures conditions de roulage. En particulier, il est important que les différents dispositifs intégrés au pneumatique n'altèrent ni ses performances mécaniques, ni sa durabilité. Par ailleurs, la transmission directe du signal capté par l'antenne n'est parfois pas souhaitable. La présence d'un capteur modifie en effet le milieu au sein duquel la mesure est effectuée, et les capteurs de type clou ne sont pas une solution pour certains paramètres : il apparaît quelquefois nécessaire de déporter l'électronique de traitement du capteur proprement dit, afin de perturber le moins possible le milieu de mesure et obtenir un paramètre plus fiable. Par contre, le paramètre ne peut pas toujours être transmis à l'état brut et peut nécessiter un traitement local. Une solution proposée par le document EP-A-1 350 640 suggère la mise en place de connexions électriques radialement à travers le caoutchouc, dans des trous comblés ensuite par un élastomère, vers une unité de traitement rapportée sur le pneumatique. Même si cette localisation entraîne de fait peu de sollicitations sur le fil électrique, rien n'est indiqué sur la tenue à long terme de ce genre de connexion. Par ailleurs, les configurations d'instrumentation et la position des capteurs sont ici très limitées, le processus de fabrication est long, et l'altération du pneumatique peut devenir conséquente s'il est envisagé de placer une multitude de capteurs. Ainsi dans le cas où le paramètre est mesuré à différents endroits nécessitant la présence de plusieurs capteurs séparés, voire répartis uniformément autour de la circonférence du pneumatique, une connexion électrique entre capteurs et unité de traitement est nécessaire. Par souci de fiabilité, il devient souhaitable que cette unité de traitement soit également localisée dans le pneumatique. De telles liaisons posent cependant des problèmes inhérents au fait que les fils électriques de connexion sont par nature inextensibles, alors que le caoutchouc du pneumatique est élastique et très sollicité mécaniquement lors de son utilisation, avec des déformations importantes. En particulier, les limandes existant pour ce genre de connexions électroniques sont inadaptées : le matériau d'isolation formant le support n' adhère pas directement dans le pneumatique et les fils perdent leur intégrité.STATE OF THE PRIOR ART The instrumentation of tires aims to integrate electronic devices therein, such as sensors, in order to ensure, for example, the monitoring of parameters relating to the use and / or wear of tires. It has thus been envisaged to integrate a sensor into the rubber of the tire, although it undergoes significant deformations both during its manufacture and during its use. Such electronic devices must also also include the means for supplying the sensors and recovering the signals, or even processing them. In particular, the solutions described in the prior art offer sensors that are as small as possible, for example of the nail type (see the document EP-A-1 275 949), coupled to a receiving antenna, often electromagnetic. These antennas are in the form of an electrical conductor forming a closed loop, which can extend over the entire circumference of the tire: see documents WO 99/29522 or WO 99/29495. To resist the deformations of the rubber of the tire in which they are embedded, the loops are configured to be able to undergo elongation, for example with the zigzag conductive wire; in addition, the thread is sometimes associated with an elastomer coating. However, no document mentions the problem resulting from the shearing between the rigid conductor and the surrounding polymer 1 ′. The instrumentation of a tire remains an accessory, and it is clear that the main function of the assembly obtained remains to ensure the best driving conditions. In particular, it is important that the various devices integrated into the tire neither affect its mechanical performance nor its durability. Furthermore, direct transmission of the signal received by the antenna is sometimes not desirable. The presence of a sensor indeed modifies the environment in which the measurement is made, and nail type sensors are not a solution for certain parameters: it sometimes appears necessary to deport the processing electronics from the sensor itself, in order to disturb the measurement medium as little as possible and obtain a more reliable parameter. However, the parameter cannot always be transmitted unprocessed and may require local processing. One solution proposed by document EP-A-1 350 640 suggests the establishment of electrical connections radially through the rubber, in holes then filled with an elastomer, to a treatment unit attached to the tire. Even if this location causes little stress on the electrical wire, nothing is indicated about the long-term behavior of this kind of connection. Furthermore, the instrumentation configurations and the position of the sensors are very limited here, the manufacturing process is long, and the deterioration of the tire can become substantial if it is envisaged to place a multitude of sensors. Thus, in the case where the parameter is measured at different places requiring the presence of several separate sensors, or even distributed uniformly around the circumference of the tire, an electrical connection between sensors and processing unit is necessary. For the sake of reliability, it becomes desirable for this processing unit to also be located in the tire. However, such connections pose problems inherent in the fact that the electrical connection wires are by nature inextensible, while the rubber of the tire is elastic and very stressed mechanically during its use, with significant deformations. In particular, the flounders existing for this kind of electronic connection are unsuitable: the insulation material forming the support does not adhere directly into the tire and the cords lose their integrity.
EXPOSÉ DE L' INVENTION L'invention vise, parmi autres avantages, à pallier les inconvénients mentionnés ci-dessus, et propose notamment une intégration de dispositifs électroniques respectueuse des propriétés mécaniques intrinsèques d'un article déformable utilisé dans la liaison au sol d'un véhicule, ce qui vise dans le présent mémoire une articulation antivibratoire ou un pneumatique ou un appui de sécurité que l'on monte à l'intérieur un pneumatique, tel qu'un support monté à l'intérieur d'un PAX System commercialisé notamment par Michelin. Signalons à toutes fins utiles que, dans le contexte de la présente invention, le terme « pneumatique » désigne aussi bien un pneumatique gonflable qu'un bandage élastique ou une chenille, tous ces termes devant être interprétés comme équivalents : le contexte de l'invention vise à fournir des moyens permettant de faire de ces articles en caoutchouc des objets instrumentés communicants. Plus particulièrement, l'invention se propose d' augmenter les possibilités d' instrumentation par la formation de connexions électriques invisibles du point de vue mécanique entre différents éléments intégrés, et la mise en place de complexes électroniques préformés. L'invention concerne sous l'un de ses aspects un élément de connexion électrique susceptible d'être rapporté sur un article déformable utilisé pour la liaison au sol d'un véhicule, lors de sa fabrication et avant sa vulcanisation. L'élément de connexion comprend un faisceau électrique, ou câblage, composé d'au moins un fil électrique, de préférence plusieurs, qui peuvent former des tracés parallèles entre eux, et dont chaque extrémité peut être connectée à une unité fonctionnelle différente, les fils assurant ainsi une liaison galvanique ; l' éloignement entre les unités fonctionnelles peut être de l'ordre de quelques millimètres, par exemple dans le cas d'un capteur piézoélectrique dont le signal est faible, jusqu'à plus d'une dizaine de centimètres, par exemple dans le cas où deux capteurs diamétralement opposés par rapport au pneumatique sont reliés à la même unité de traitement. Les fils électriques peuvent être des fils d'acier laitonné de nature similaire aux renforts déjà utilisés dans les structures pneumatiques. Le faisceau est intégré à un support selon une géométrie prédéterminée telle qu'il tolère une traction exercée sur le support sans se rompre ni subir de déplacement relatif au niveau de 1 ' interface par rapport au support l'entourant. Le support est composé d'un élastomère pré-réticulé, de préférence isolant, qui est compatible avec les mélanges classiquement utilisés dans le domaine pneumatique. Par « compatible », il faut comprendre que, lorsque le mélange et l' élastomère sont juxtaposés, l'étape de vulcanisation assure une liaison intime . Avantageusement, les unités fonctionnelles utilisées pour l'instrumentation sont elles aussi au moins partiellement intégrées au support . A cet égard, l'invention concerne sous l'un de ses aspects un complexe d' instrumentation comprenant au moins une unité fonctionnelle reliée au faisceau électrique, et de préférence comprenant la totalité de l'électronique intégrée dans le pneumatique, ou plus généralement l'article en caoutchouc, pour son instrumentation. Le complexe peut ainsi comporter une unité de traitement associée éventuellement à une unité de pilotage, qui est connectée par câblage à au moins un capteur et/ou actionneur. Des antennes peuvent également en faire partie. Dans l'un des modes de réalisation préférés, l'épaisseur du support de l'élément de connexion électrique et/ou du complexe d'instrumentation est faible, de l'ordre du millimètre, de façon à déposer cet ensemble lors de l'assemblage de l'ébauche d'un pneumatique par exemple sans modifier réellement le procédé de fabrication du pneumatique. Sous un autre aspect, l'invention concerne un procédé pour fabriquer un article en caoutchouc instrumenté pour la liaison au sol d'un véhicule tel qu'un pneumatique instrumenté, c'est-à-dire pour intégrer des composants électroniques ainsi que leurs connexions électriques dans un tel article. Un procédé classique de formation d'un pneumatique consiste à assembler les différents constituants du pneumatique, souvent des produits semi- finis, en les déposant selon un ordre prédéterminé pour former une ébauche de pneumatique. Le procédé selon l'invention prévoit de déposer un élément de connexion électrique et/ou un complexe d' instrumentation tels que définis plus haut au cours de l'assemblage. Selon un mode de réalisation préféré, au cours de l'assemblage, une étape de conformation est prévue, avant ou après dépose de l'instrumentation. Dans ce dernier cas, le faisceau électrique est réalisé de façon à ce qu'il n'y ait pas de déplacement entre la surface des fils électriques et la surface du support adjacent, tant au cours de l'utilisation du pneumatique que lors de cette étape. Ces étapes sont suivies de la vulcanisation de l'ensemble ; au cours de la vulcanisation, les chaînes de l' élastomère du support et du caoutchouc l'entourant s'imbriquent de façon à former un composé unitaire, c'est-à-dire que la réticulation est intime entre les deux constituants. L'invention concerne enfin un article déformable utilisé pour la liaison au sol d'un véhicule tel qu'un pneumatique, comprenant un câblage électrique intégré tel que les fils électriques ne subissent aucun déplacement relatif par rapport au matériau polymérique composant le pneumatique à l'échelle de l'interface. Avantageusement, les fils sont associés aux unités fonctionnelles instrumentant le pneumatique, et le caoutchouc adjacent à ces éléments est isolant.PRESENTATION OF THE INVENTION The invention aims, among other advantages, to overcome the drawbacks mentioned above, and in particular proposes an integration of electronic devices respectful of the intrinsic mechanical properties of a deformable article used in the ground connection of a vehicle, which aims in this specification an anti-vibration articulation or a tire or a safety support that is mounted inside a tire, such as a support mounted inside a PAX System marketed in particular by Michelin. Note for all intents and purposes that, in the context of the present invention, the term “tire” designates both an inflatable tire and an elastic tire or a track, all these terms having to be interpreted as equivalent: the context of the invention aims to provide means for making these rubber articles communicating instrumented objects. More particularly, the invention proposes to increase the possibilities of instrumentation by the formation of electrical connections invisible from the mechanical point of view between different integrated elements, and the installation of preformed electronic complexes. The invention relates in one of its aspects to an electrical connection element capable of being attached to a deformable article used for the connection to the ground of a vehicle, during its manufacture and before its vulcanization. The connection element comprises an electric harness, or wiring, composed of at least one electric wire, preferably several, which can form parallel paths between them, and each end of which can be connected to a different functional unit, the wires. thus ensuring a galvanic connection; the distance between the functional units can be of the order of a few millimeters, for example in the case of a piezoelectric sensor whose signal is weak, up to more than ten centimeters, for example in the case where two sensors diametrically opposite with respect to the tire are connected to the same processing unit. The electrical wires can be brass-plated steel wires of a similar nature to the reinforcements already used in pneumatic structures. The beam is integrated into a support according to a predetermined geometry such that it tolerates a traction exerted on the support without breaking or undergoing displacement relative to the interface with respect to the surrounding support. The support is composed of a pre-crosslinked elastomer, preferably insulating, which is compatible with the mixtures conventionally used in the pneumatic field. By “compatible”, it should be understood that, when the mixture and the elastomer are juxtaposed, the vulcanization step ensures an intimate bond. Advantageously, the functional units used for the instrumentation are also at least partially integrated into the support. In this regard, the invention relates in one of its aspects to an instrumentation complex comprising at least one functional unit connected to the electric harness, and preferably comprising all of the electronics integrated in the tire, or more generally the rubber article , for its instrumentation. The complex can thus include a processing unit possibly associated with a control unit, which is connected by wiring to at least one sensor and / or actuator. Antennas can also be part of it. In one of the preferred embodiments, the thickness of the support of the electrical connection element and / or of the instrumentation complex is small, of the order of a millimeter, so as to deposit this assembly during the assembly of the tire blank for example without actually modifying the tire manufacturing process. In another aspect, the invention relates to a method for manufacturing an instrumented rubber article for the ground connection of a vehicle such as an instrumented tire, that is to say for integrating electronic components as well as their connections. electric in such an article. A conventional method of forming a tire consists in assembling the different components of the tire, often semi-finished products, by depositing them in a predetermined order to form a tire blank. The method according to the invention provides for depositing an electrical connection element and / or an instrumentation complex such as defined above during assembly. According to a preferred embodiment, during assembly, a shaping step is provided, before or after removal of the instrumentation. In the latter case, the electrical harness is produced so that there is no displacement between the surface of the electrical wires and the surface of the adjacent support, both during the use of the tire and during this operation. step. These stages are followed by the vulcanization of the assembly; during vulcanization, the chains of the elastomer of the support and of the rubber surrounding it overlap so as to form a unitary compound, that is to say that the crosslinking is intimate between the two constituents. Finally, the invention relates to a deformable article used for the connection to the ground of a vehicle such as a tire, comprising an integrated electrical wiring such that the electric wires undergo no relative displacement relative to the polymeric material composing the tire. interface scale. Advantageously, the wires are associated with the functional units instrumenting the tire, and the rubber adjacent to these elements is insulating.
BRÈVE DESCRIPTION DES DESSINS D'autres caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront plus clairement à la lecture de la description suivante, qui concerne seulement les pneumatiques bien que ceci ne soit pas restrictif, et en référence aux dessins annexés, donnés à titre uniquement illustratif et nullement limitatifs. La figure 1 représente schématiquement un pneumatique en coupe. La figure 2 représente une instrumentation classique de pneumatique. Les figures 3 montrent des exemples d'éléments de connexion électrique selon l'invention. La figure 4 représente un mode de réalisation d'un complexe d'instrumentation selon l' invention.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS Other characteristics and advantages of the invention will emerge more clearly on reading the following description, which relates only to tires although this is not restrictive, and with reference to the appended drawings, given for illustrative purposes only and in no way limitative. FIG. 1 schematically represents a tire in section. FIG. 2 represents a conventional tire instrumentation. Figures 3 show examples of electrical connection elements according to the invention. FIG. 4 represents an embodiment of an instrumentation complex according to the invention.
EXPOSÉ DÉTAILLÉ DE MODES DE RÉALISATION PARTICULIERSDETAILED PRESENTATION OF PARTICULAR EMBODIMENTS
La figure 1 montre une coupe radiale d'un pneumatique 1 connu, qui délimite avec la jante 2 un volume 3 rempli d'air. Le pneumatique 1 est composé à partir de différentes et nombreuses couches assemblées. Lors d'une fabrication classique d'un pneumatique par exemple, une carcasse 4 est formée au dessus d'une couche d'étanchéité 5 sur un cylindre, puis, par augmentation de la pression, conformée en tore. Lors de la conformation de la carcasse 4, certaines parties subissent des élongations et/ou déformations de l'ordre de 40 % ou plus. Un sommet 6, formé à partir de différents éléments de renfort, est rapporté sur la carcasse conformée : les armatures de sommet 6 qui servent à renforcer le pneumatique peuvent inclure de manière classique plusieurs nappes croisées superposées, et éventuellement une nappe de frettage. Elles comportent généralement des fils de renforcement métalliques, notamment pour les nappes croisées, et/ou des fils de renforcement textiles. L'ébauche du pneumatique est alors finalisée par l'ajout des différentes couches de mélange constituant le pneumatique, notamment la bande de roulement extérieure. Les couches de mélange successives, déposées avant et après conformation, peuvent être de natures différentes ; elles sont notamment constituées à partir de caoutchouc ou d'un autre élastomère, qui sont chargés en silice et/ou noir de carbone, avec des additifs variés, comprenant notamment un système de vulcanisation . La vulcanisation, étape finale, permet ensuite de figer l'ébauche d'un pneumatique 1 dans sa forme définitive : il est alors prêt à être monté sur une jante 2. Il serait certes possible de rapporter des dispositifs de mesure pour une instrumentation du pneumatique 1 sur le caoutchouc 7, voire sur la jante 2. Cette solution cependant ne peut concerner que quelques paramètres de la roue, et non de réelles mesures sur le pneumatique 1 ; par ailleurs, le collage alors nécessaire n'est pas fiable à long terme. Une instrumentation réelle du pneumatique 1 nécessite donc l'intégration des différents dispositifs avant la dernière étape de vulcanisation qui assure la solidarisation entre les différentes couches assemblées et permet de donner ses pleines capacités mécaniques au matériau. Par ailleurs, étant donné que, lorsqu'elle est présente, l'étape de conformation entraîne des contraintes importantes avec modifications de taille et de forme, il peut être préférable d' intégrer les dispositifs électroniques une fois la carcasse 4 conformée. Il est cependant possible, en dimensionnant correctement la géométrie des fils électriques (tel qu' il sera précisé plus loin) , de déposer le complexe d'instrumentation et de conformer l'ébauche ensuite. L'instrumentation d'un pneumatique selon l'invention comporte l'implantation dans l'ébauche pneumatique d'unités fonctionnelles, qui peuvent être un capteur, et/ou une étiquette électronique pour identifier le pneumatique, et/ou un dispositif de contrôle, ainsi que les unités électroniques associées à ces entités. Le capteur peut extraire un signal, être sensible à un paramètre ou le mesurer : un capteur de force, et/ou un capteur de température, et/ou un capteur de pression,... sont possibles. Il est également envisageable qu'une de ces unités fonctionnelles soit un actionneur, agissant seul pour modifier et piloter un paramètre ou inclus dans une boucle de régulation avec un capteur. Afin d'être alimentée et/ou de délivrer les données mesurées, une unité fonctionnelle est classiquement reliée à une antenne, souvent une antenne électromagnétique . La figure 2 représente schématiquement un pneumatique 10 comprenant une instrumentation incluse dans le caoutchouc, telle que connue dans l'état de la technique. L'unité fonctionnelle, ici un capteur 12, est destinée à être contrôlée par un dispositif émetteur 14 extérieur au pneumatique 10. Le contrôle à distance peut concerner l'alimentation en énergie et/ou la communication des paramètres captés. A cet effet, le capteur 12 est relié à une antenne inductive réceptrice 16 destinée à se coupler de manière électromagnétique à une antenne émissive 18 du dispositif émetteur 14. L'antenne réceptrice 16 est ici formée de deux boucles comportant un fil conducteur, mais d'autres configurations sont possibles. On peut noter également que, pour accepter les déformations inhérentes à l'utilisation du pneumatique, les fils d'antenne sont sous la forme d'ondulations (d'autres configurations sont connues) afin de pouvoir subir sans risque de dégradation les sollicitations du pneumatique, en particulier ses déformations. Tel qu'il l'a déjà été mentionné, cette instrumentation connue trouve rapidement des limites. En particulier, le signal capté doit être simple et pouvoir être transmis directement à l'unité de contrôle 14, ou alors, le traitement du signal doit être effectué directement dans le capteur 12, ce qui exclut toute déportation du traitement à une localisation éloignée du capteur, qui pourtant s'avère parfois préférable. Par ailleurs, il apparaît vite que le nombre de capteurs 12 doit rester restreint. Or, il peut s'avérer souhaitable de mesurer un paramètre à différents endroits, répartis uniformément ou non sur la circonférence du pneumatique, ou localisés dans les flancs et la bande de roulement. Dans ce cas, par souci d'efficacité et de fiabilité, il semble souhaitable que le traitement des signaux soit effectué par la même unité de traitement ; par souci d'efficacité et au vu du nombre d'antennes alors nécessaires, cette unité n'est pas localisée à l'extérieur du pneumatique. Une connexion électrique est alors préconisée, constituée d'un ou plusieurs fils électriques selon la nature du signal capté et/ou mesuré. Cette connexion électrique doit affronter les mêmes contraintes mécaniques que décrit précédemment pour les antennes et consécutives à l'utilisation du pneumatique. Avantageusement, on utilise pour le câblage de connexion électrique des fils de nature similaire aux fils utilisés pour les renforts du sommet 6 par exemple : ces fils, en acier laitonné souvent, sont connus pour être compatibles et intégrables dans des mélanges pour pneumatique, tout en conservant une bonne tenue mécanique. Cependant, leur fonction est ici de connexion électrique, avec les caractéristiques de résistivité et conductivité que cela implique, et, en raison de l'isolation nécessaire, ils sont entourés par un élastomère isolant. En effet, une autre contrainte sur le câblage électrique provient de la nature même du pneumatique : composé à partir d' élastomères et/ou caoutchoucs chargés en silice et carbone, il est légèrement conducteur. Or une connexion électrique de transmission de signal demande que les fils électriques soient isolés électriquement entre eux et installés dans un milieu isolant. Les fils électriques de l'élément de connexion selon l'invention sont intégrés, associés, c'est-à-dire solidarisés, à un support, de sorte qu'aucun mouvement ne se produit à l'interface entre le fil et le support lors de la déformation élastique de ce dernier. Dans le cadre de l'invention, les conducteurs se déforment de façon identique au milieu dans lequel ils se trouvent, mais les fils eux-mêmes, inélastiques, gardent une longueur constante. C'est-à- dire que lorsqu'on tire sur le support, le support peut s'allonger sans que les fils n'opposent de résistance en raison de la géométrie de leur tracé ; par ailleurs, à l'interface, il n'y a aucun déplacement entre la surface des fils et la surface du support qui leur est adjacente. Pour accentuer l'adhésion, il peut être procédé à un traitement de la surface des fils avant l'enrobage dans le support. Selon un mode de réalisation préférée et tel que représenté sur les figures 3, l'élément de connexion électrique 20 comprend un faisceau de fils électriques 22, qui peuvent être en nombre variable, par exemple douze. Les fils ne se touchent pas, de façon à éviter tout cisaillement entre deux fils lors de l'étirement ; il est donc souhaitable que chaque fil 22 définisse un tracé parallèle à son voisin. Dans un mode de réalisation, les fils 22 sont mis à plat dans un élastomère tout en présentant des ondulations. Selon l'amplitude des ondulations, on peut avoir un faisceau 24 avec une géométrie présentant de larges ondulations où chaque fil « s'imbrique » dans un autre (voir figure 3A) ou un faisceau 26 avec des « rails ondulants » dans lequel les fils présentent ondulations de faible pas, de faible amplitude, selon des tracés parallèles, comme sur la figure 3B. Selon un autre mode de réalisation, les fils 22 sont sous la forme d'enroulements hélicoïdaux 27, tels qu'illustré sur les figures 3C et 3D qui représentent une même géométrie selon deux plans de coupe différents. Le choix de la géométrie dépend en particulier des conducteurs initiaux (longueur, nature) , du procédé choisi pour réaliser cette géométrie, et de la zone future d'implantation dans le pneumatique. En résumé, il est préférable que chaque fil adopte un tracé ayant l'allure de sinusoïdes ou d'une succession de développantes de cercle, de préférence toute forme ne contenant aucun segment rectiligne de longueur finie. Il est également tenu compte de l'étape de fabrication du pneumatique pendant laquelle le faisceau est rapporté de façon à inclure les déformations qui peuvent en résulter. Le faisceau peut être intégré à un élastomère qui est sous la forme d'une limande 28 : de forme générale quadrilatérale, voire rectangulaire, d'épaisseur faible, par exemple de l'ordre du millimètre ou moins, un élément de connexion 20 de cette forme peut se placer facilement, et en toutes positions, au cours d'une étape de fabrication du pneumatique. L' élastomère enrobant le faisceau électrique est compatible avec le caoutchouc utilisé pour le pneumatique : l'instrumentation du pneumatique ne modifie le procédé de fabrication du pneumatique que le minimum possible. En particulier, l' élastomère est susceptible d'être vulcanisé dans les mêmes conditions que le pneumatique dans lequel il va être intégré. Par ailleurs, lors de cette vulcanisation, une solidarisation entre l'élément de connexion électrique 20 et le reste du pneumatique se produit : l' élastomère du support 28 est compatible avec le mélange sur lequel il est posé et avec le mélange qui le recouvre de sorte que les chaînes polymériques vont s'imbriquer lors de la montée en température. A la fin du procédé, de même que les différentes couches de mélange sont intimement liées l'une à l'autre dans un pneumatique commercialisé, le polymère n'est plus dissociable de son entourage, formant des réticulations intimement imbriquées. Par ailleurs, l'élément de connexion électrique 20 est précuit, c'est-à-dire pré-réticulé, ou pré-vulcanisé, avant d'être intégré sur l'ébauche du pneumatique : il s'avère qu'un début de réticulation de 1' élastomère assure une intégration et une solidarisation complète des fils 22 du faisceau à l'intérieur du support 28. Ceci permet de modeler la géométrie de l'élément 20 : de fait, une partie des liaisons polymériques est établie, de sorte que le matériau du support 28 a quitté un état purement plastique, même s'il ne jouit pas des propriétés mécaniques optimales atteintes lors de la vulcanisation. Grâce à cette première pré-réticulation de l' élastomère, il est également possible de s'assurer en amont, par exemple en laboratoire, que l'élément 20 n'est pas défectueux et remplit les conditions pour une instrumentation ne détériorant pas les propriétés du pneumatique . Les faisceaux tels que représentés sur les figures 3 présentent deux extrémités formant une liaison galvanique, et qui peuvent relier entre elles deux unités fonctionnelles. A titre d'exemple uniquement, deux configurations des extrémités sont représentées, mais il est clair que toute configuration est envisageable, et qu'elle dépend notamment de l'unité fonctionnelle qui va y être reliée. Pour une meilleure fiabilité et pour simplifier l'intégration dans le pneumatique, ou tout autre article déformable utilisé pour la liaison au sol d'un véhicule, il est par ailleurs souhaitable que les unités fonctionnelles reliées à chacune des extrémités soient elles aussi enrobées par l' élastomère constituant la limande 28. En effet, même s'il est envisageable de réaliser les connexions électriques entre faisceau électrique et unité fonctionnelle lors de la dépose de l'élément de connexion sur l'ébauche pneumatique, il est préférable d'y rapporter, au cours de l'assemblage des différents constituants du pneumatique, un complexe préparé et comprenant la majeure partie, voire la totalité, de l'instrumentation qui y est prévue. Avantageusement, ce complexe d' instrumentation peut être préparé ailleurs que sur les chaînes de fabrication de pneumatiques, par exemple dans un environnement plus contrôlé, voire en laboratoire. De façon similaire au faisceau, il est souhaitable que le complexe soit alors d'une forme qui s'intègre au pneumatique lors de sa formation, en particulier plat. Le complexe peut être conformé lui- même sous forme toroïdale, recouvrant totalement la surface radiale et une surface latérale de la carcasse 4. Un complexe 30 selon l'invention est représenté sur la figure 4 : il est conformé de façon à instrumenter l'enveloppe pneumatique représentée en pointillés. Il comprend un support 32 qui lui donne sa forme. Le support 32 est formé d'un élastomère tel que décrit précédemment : compatible avec le caoutchouc du pneumatique, il a de plus été pré-réticulé et préformé de façon à obtenir une forme qui s'adapte facilement sur le tore schématisé. Le support 32 est par exemple composé entièrement d'un élastomère isolant pour éviter les interférences électriques altérant les signaux des capteurs. Il peut avoir été fabriqué en localisant et intégrant les différents éléments dans un polymère cru, puis en procédant à une pré-vulcanisation. Le complexe comprend dans le cadre représenté trois faisceaux 34 formant la connectique du complexe 30. Ces faisceaux sont composés d'un nombre variable de fils, il n'est pas nécessaire que les câblages 34a, 34b, 34c aient le même nombre de fils, ni la même géométrie ; en particulier, le faisceau 34c qui est rapporté sur le flanc subit des contraintes de nature différente aux deux autres. Les fils de chaque faisceau ont une géométrie telle qu' ils peuvent subir une élongation, par exemple l'une de celles des figures 3. Les faisceaux sont chacun reliés à une de leurs extrémités à une unité fonctionnelle de traitement et de pilotage 36. A leur autre extrémité, chacun des fils électriques est relié à trois autres unités fonctionnelles 38. Les deux unités 38a et 38b peuvent par exemple être des capteurs, qui sont par ailleurs reliés à des antennes érnettrices ou réceptrices : le capteur 38b est relié à une antenne électromagnétique 40, le capteur 38a à deux antennes radiofréquence 42. Le troisième faisceau 34c est lui relié à un actionneur 38c : en fonction des données transmises par les capteurs 38a et 38b à l'unité 36, l'unité 36 va indiquer à l' actionneur 38c d'appliquer une contrainte au flanc du pneumatique sur lequel il sera monté. L'ensemble des éléments 34, 36, 38, 40, 42 est intégré dans le support 32 de façon à ne pas subir de déplacement relatif par rapport à l' élastomère en tout point de contact lorsqu'une traction et/ou compression est exercée sur le support 32. Le support 32 étant lui-même réalisé dans un matériau compatible avec le caoutchouc du pneumatique de sorte qu'il y a solidarisation complète entre le pneumatique et le support 32 constituant l'extérieur du complexe 30, aucun mouvement relatif ne se produit entre le complexe d'instrumentation 30 et le pneumatique au niveau de son interface, et donc un cisaillement ne vient pas altérer les propriétés du pneumatique. Il est possible d'avoir un support 32 de nature hétérogène tant que son matériau reste compatible avec le caoutchouc, par exemple avec un chargement local en particules conductrices de l' élastomère au voisinage des antennes 40, 42. Il est clair que cet exemple est donné à titre illustratif : il est possible d'avoir un nombre différent de capteurs, la présence d'un actionneur sur le flanc n'est pas obligatoire, les antennes sont facultatives, ou peuvent être localisées sur d'autres unités fonctionnelles que tous les capteurs, la forme du complexe peut être différente, par exemple issue seulement de la bande de roulement,... Pour la fabrication, par exemple, la couche d'étanchéité et différentes couches d'assemblage sont déposées sur un support de fabrication approprié. Après conformation de la carcasse en un tore et mise en place d'une partie au moins de la nappe sommet, le complexe 30 est placé directement sur l'ensemble ainsi formé, entre deux produits du bloc sommet. Puis la préparation de l'ébauche se poursuit normalement, avec notamment la mise en place de la bande de roulement. La vulcanisation terminale permet la formation du pneumatique incorporant le complexe 30. II est possible également que la conformation du pneumatique ait lieu une fois le complexe d'instrumentation déjà mis en place, par exemple si certains capteurs doivent être localisés en dessous, ou au niveau, de la nappe carcasse. Dans ce cas, les dimensions du complexe 30 ont été choisies de façon à accepter des déformations par exemple pouvant atteindre 70 %, issues à la fois de la fabrication du pneumatique et de son utilisation. Il est à noter que la conformation n'est bien sûr pas indispensable pour la fabrication d'un pneumatique instrumenté. On note donc que l'allongement structurel pour un complexe d'instrumentation d'un même pneumatique peut être choisi de l'ordre de 20 à 40 % ou entre 40 et 70 % suivant son utilisation lors de la fabrication du pneumatique. Le pneumatique résultant du processus de fabrication comprend donc une instrumentation intégrée dans son volume. En particulier, les connexions électriques sont telles que les fils électriques ne subissent, à l'échelle de l'interface entre les différents matériaux, aucun mouvement par rapport à la gomme du pneumatique au cours de son utilisation. Figure 1 shows a radial section of a known tire 1, which defines with the rim 2 a volume 3 filled with air. The tire 1 is composed from different and numerous assembled layers. During a conventional manufacture of a tire for example, a carcass 4 is formed above a sealing layer 5 on a cylinder, then, by increasing the pressure, shaped as a torus. During the shaping of the carcass 4, certain parts undergo elongations and / or deformations of the order of 40% or more. A crown 6, formed from different reinforcing elements, is attached to the shaped carcass: the crown reinforcements 6 which serve to reinforce the tire can conventionally include several superimposed crossed plies, and possibly a hooping ply. They generally include metallic reinforcing threads, in particular for crossed plies, and / or textile reinforcing threads. The draft of the tire is then finalized by the addition of the various layers of mixture constituting the tire, in particular the outer tread. The successive mixing layers, deposited before and after shaping, can be of different natures; they are in particular made from rubber or another elastomer, which are loaded with silica and / or carbon black, with various additives, comprising in particular a vulcanization system. Vulcanization, the final step, then makes it possible to freeze the blank of a tire 1 in its final form: it is then ready to be mounted on a rim 2. It would certainly be possible to bring measuring devices for instrumentation of the tire 1 on the rubber 7, or even on the rim 2. This solution, however, can only concern a few parameters of the wheel, and not real measurements on the tire 1; moreover, the bonding then necessary is not reliable in the long term. Actual instrumentation of the tire 1 therefore requires the integration of the various devices before the last vulcanization step which ensures the joining between the various assembled layers and makes it possible to give its full mechanical capacities to the material. Furthermore, given that, when it is present, the shaping step involves significant constraints with changes in size and shape, it may be preferable to integrate the electronic devices once the carcass 4 has been shaped. It is however possible, by correctly dimensioning the geometry of the electrical wires (as will be specified below), to deposit the instrumentation complex and then to conform the blank. The instrumentation of a tire according to the invention includes the installation in the pneumatic blank of functional units, which can be a sensor, and / or an electronic label for identifying the tire, and / or a control device, as well as the electronic units associated with these entities. The sensor can extract a signal, be sensitive to a parameter or measure it: a force sensor, and / or a temperature sensor, and / or a pressure sensor, ... are possible. It is also conceivable that one of these functional units is an actuator, acting alone to modify and control a parameter or included in a regulation loop with a sensor. In order to be supplied and / or to deliver the measured data, a functional unit is conventionally connected to an antenna, often an electromagnetic antenna. FIG. 2 schematically represents a tire 10 comprising an instrumentation included in the rubber, as known in the state of the art. The functional unit, here a sensor 12, is intended to be controlled by a transmitter device 14 external to the tire 10. The remote control may relate to the power supply and / or the communication of the parameters captured. To this end, the sensor 12 is connected to an inductive receiving antenna 16 intended to be coupled electromagnetically to an emitting antenna 18 of the transmitting device 14. The receiving antenna 16 is here formed of two loops comprising a conductive wire, but other configurations are possible . It can also be noted that, in order to accept the deformations inherent in the use of the tire, the antenna wires are in the form of undulations (other configurations are known) in order to be able to undergo the stresses of the tire without risk of degradation. , in particular its deformations. As already mentioned, this known instrumentation quickly finds its limits. In particular, the signal received must be simple and able to be transmitted directly to the control unit 14, or else, the processing of the signal must be carried out directly in the sensor 12, which excludes any deportation of the processing to a location distant from the sensor, which however is sometimes preferable. Furthermore, it quickly appears that the number of sensors 12 must remain limited. However, it may prove desirable to measure a parameter at different locations, distributed uniformly or not over the circumference of the tire, or located in the sidewalls and the tread. In this case, for the sake of efficiency and reliability, it seems desirable that the processing of the signals is carried out by the same processing unit; for the sake of efficiency and in view of the number of antennas then required, this unit is not located outside the tire. An electrical connection is then recommended, consisting of one or more electrical wires depending on the nature of the signal picked up and / or measured. This electrical connection must face the same mechanical constraints as described above for the antennas and consecutive to the use of the tire. Advantageously, wires of a similar nature to the wires used for the reinforcements of crown 6 are used for the electrical connection wiring, for example: these wires, often of brass-plated steel, are known to be compatible and integrable in mixtures for tires, while retaining good mechanical strength. However, their function here is electrical connection, with the characteristics of resistivity and conductivity that this implies, and, due to the necessary insulation, they are surrounded by an insulating elastomer. Another constraint on the electrical wiring comes from the very nature of the tire: composed of elastomers and / or rubbers loaded with silica and carbon, it is slightly conductive. However, an electrical signal transmission connection requires that the electrical wires be electrically isolated from each other and installed in an insulating medium. The electrical wires of the connection element according to the invention are integrated, associated, that is to say secured, with a support, so that no movement occurs at the interface between the wire and the support. during the elastic deformation of this last. In the context of the invention, the conductors deform identically to the medium in which they are found, but the wires themselves, inelastic, keep a constant length. That is to say that when the support is pulled, the support can lengthen without the wires opposing resistance due to the geometry of their layout; moreover, at the interface, there is no displacement between the surface of the wires and the surface of the support which is adjacent to them. To accentuate the adhesion, the surface of the wires can be treated before coating in the support. According to a preferred embodiment and as shown in Figures 3, the electrical connection element 20 comprises a bundle of electrical wires 22, which can be of variable number, for example twelve. The strands do not touch, so as to avoid any shearing between two strands during stretching; it is therefore desirable for each wire 22 to define a path parallel to its neighbor. In one embodiment, the wires 22 are laid flat in an elastomer while having undulations. Depending on the amplitude of the undulations, one can have a bundle 24 with a geometry having large undulations where each wire "overlaps" in another (see FIG. 3A) or a bundle 26 with "undulating rails" in which the wires have ripples of small pitch, of small amplitude, along parallel lines, as in FIG. 3B. According to another embodiment, the wires 22 are in the form of helical windings 27, as illustrated in FIGS. 3C and 3D which represent the same geometry according to two different cutting planes. The choice of geometry depends in particular on the initial conductors (length, nature), on the method chosen to produce this geometry, and on the future area of installation in the tire. In summary, it is preferable that each wire adopts a tracing having the appearance of sinusoids or of a succession of involutes of a circle, preferably any form containing no rectilinear segment of finite length. Account is also taken of the step of manufacturing the tire during which the beam is added so as to include the deformations which may result therefrom. The beam can be integrated into an elastomer which is in the form of a ribbon cable 28: of generally quadrilateral shape, even rectangular, of small thickness, for example of the order of a millimeter or less, a connection element 20 of this shape can be easily placed, and in any position, during a tire manufacturing step. The elastomer coating the electrical harness is compatible with the rubber used for the tire: the tire instrumentation only modifies the tire manufacturing process as little as possible. In particular, the elastomer is capable of being vulcanized under the same conditions as the tire in which it will be integrated. Furthermore, during this vulcanization, a connection between the electrical connection element 20 and the rest of the tire occurs: the elastomer of the support 28 is compatible with the mixture on which it is placed and with the mixture which covers it so that the polymer chains will overlap during the rise in temperature. At the end of the process, just as the various layers of mixture are intimately linked to each other in a commercial tire, the polymer is no longer dissociable from its surroundings, forming intimately interlinked crosslinks. Furthermore, the electrical connection element 20 is precooked, that is to say pre-crosslinked, or pre-vulcanized, before being integrated on the tire blank: it turns out that the start of crosslinking of the elastomer ensures complete integration and securing of the wires 22 of the bundle inside the support 28. This makes it possible to model the geometry of the element 20: in fact, part of the polymeric connections is established, so that the material of the support 28 has left a purely plastic state, even if it does not enjoy the optimal mechanical properties achieved during vulcanization. Thanks to this first pre-crosslinking of the elastomer, it is also possible to ensure upstream, for example in the laboratory, that the element 20 is not defective and fulfills the conditions for instrumentation that does not deteriorate the properties. tire. The beams as shown in Figures 3 have two ends forming a galvanic connection, and which can connect together two functional units. By way of example only, two configurations of the ends are shown, but it is clear that any configuration is possible, and that it depends in particular on the functional unit which will be connected to it. For better reliability and to simplify integration into the tire, or any other deformable article used for the connection to the ground of a vehicle, it is moreover desirable that the functional units connected to each of the ends are also coated by the elastomer constituting the ribbon cable 28. Indeed, even if it is possible to make the electrical connections between the electrical harness and the functional unit when the connection element is removed from the pneumatic blank, it is preferable to report it , during the assembly of the various components of the tire, a complex prepared and comprising most, if not all, of the instrumentation provided there. Advantageously, this instrumentation complex can be prepared elsewhere than on the tire production lines, for example in a more controlled environment, or even in the laboratory. Similar to the bundle, it is desirable that the complex then be of a shape which integrates with the tire during its formation, in particular flat. The complex can itself be shaped in toroidal form, completely covering the radial surface and a lateral surface of the carcass 4. A complex 30 according to the invention is shown in FIG. 4: it is shaped so as to instrument the pneumatic envelope shown in dotted lines. It includes a support 32 which gives it its shape. The support 32 is formed of an elastomer as described above: compatible with the rubber of the tire, it has also been pre-crosslinked and preformed so as to obtain a shape which easily adapts to the diagrammed torus. The support 32 is for example entirely composed of an insulating elastomer to avoid electrical interference altering the signals from the sensors. It may have been manufactured by locating and integrating the various elements in a raw polymer, then by carrying out a pre-vulcanization. The complex comprises, in the frame shown, three bundles 34 forming the connection of the complex 30. These bundles are composed of a variable number of wires, it is not necessary for the cables 34a, 34b, 34c to have the same number of wires, nor the same geometry; in particular, the beam 34c which is attached to the side undergoes stresses of a different nature from the other two. The wires of each bundle have a geometry such that they can undergo an elongation, for example one of those of FIGS. 3. The bundles are each connected at one of their ends to a functional processing and control unit 36. A their other end, each of the electrical wires is connected to three other functional units 38. The two units 38a and 38b may for example be sensors, which are moreover connected to receiving or receiving antennas: the sensor 38b is connected to an electromagnetic antenna 40, the sensor 38a to two radio frequency antennas 42. The third beam 34c is connected to an actuator 38c: according to the data transmitted by the sensors 38a and 38b at unit 36, unit 36 will indicate to the actuator 38c to apply a stress to the sidewall of the tire on which it will be mounted. All the elements 34, 36, 38, 40, 42 are integrated in the support 32 so as not to undergo relative displacement relative to the elastomer at any point of contact when a traction and / or compression is exerted. on the support 32. The support 32 itself being made of a material compatible with the rubber of the tire so that there is complete attachment between the tire and the support 32 constituting the exterior of the complex 30, no relative movement occurs between the instrumentation complex 30 and the tire at its interface, and therefore shearing does not alter the properties of the tire. It is possible to have a support 32 of heterogeneous nature as long as its material remains compatible with rubber, for example with a local loading of conductive particles of the elastomer in the vicinity of the antennas 40, 42. It is clear that this example is given by way of illustration: it is possible to have a different number of sensors, the presence of an actuator on the side is not compulsory, the antennas are optional, or can be located on other functional units than all the sensors, the shape of the complex can be different, for example from only the tread, ... For manufacturing, for example, the sealing layer and different assembly layers are deposited on a suitable manufacturing support. After shaping the carcass into a torus and placing at least part of the crown ply, the complex 30 is placed directly on the assembly thus formed, between two products of the crown block. Then the preparation of the blank continues normally, with in particular the installation of the tread. The terminal vulcanization allows the formation of the tire incorporating the complex 30. It is also possible that the conformation of the tire takes place once the instrumentation complex is already in place, for example if certain sensors must be located below, or at the level , of the carcass ply. In this case, the dimensions of the complex 30 have been chosen so as to accept deformations, for example of up to 70%, resulting both from the manufacture of the tire and from its use. It should be noted that the conformation is of course not essential for the manufacture of an instrumented tire. It is therefore noted that the structural elongation for an instrumentation complex of the same tire can be chosen of the order of 20 to 40% or between 40 and 70% depending on its use during the manufacture of the tire. The tire resulting from the manufacturing process therefore includes instrumentation integrated into its volume. In particular, the electrical connections are such that the electrical wires undergo, on the scale of the interface between the different materials, no movement relative to the rubber of the tire during its use.

Claims

REVENDICATIONS
1. Elément de connexion électrique (20) destiné à être incorporé dans un article déformable utilisé pour la liaison au sol d'un véhicule, ledit élément comprenant un support (28, 32) et un faisceau électrique (24, 26, 34), qui comporte au moins un fil électrique (22) susceptible d'établir une liaison galvanique entre ses deux extrémités, le support (28, 32) étant constitué essentiellement d'un élastomère qui est pré-réticulé, dans lequel le faisceau électrique1. Electrical connection element (20) intended to be incorporated in a deformable article used for the ground connection of a vehicle, said element comprising a support (28, 32) and an electrical harness (24, 26, 34), which comprises at least one electric wire (22) capable of establishing a galvanic connection between its two ends, the support (28, 32) consisting essentially of an elastomer which is pre-crosslinked, in which the electric bundle
(24, 26, 34) est rendu solidaire du support (28, 32) de sorte que, à l'interface, il ne puisse y avoir aucun déplacement relatif entre la surface de chaque fil (22) et la surface adjacente du support (28, 32) , et dans lequel le tracé des fils (22) dans le support (28, 32) est non linéaire de sorte que le support (28, 32) puisse être allongé sans que les fils (22) opposent de résistance .(24, 26, 34) is made integral with the support (28, 32) so that, at the interface, there can be no relative displacement between the surface of each wire (22) and the adjacent surface of the support ( 28, 32), and in which the course of the wires (22) in the support (28, 32) is non-linear so that the support (28, 32) can be extended without the wires (22) opposing resistance.
2. Elément de connexion électrique selon la revendication 1 dans lequel l' élastomère est isolant . 2. An electrical connection element according to claim 1 in which the elastomer is insulating.
3. Elément de connexion électrique selon l'une des revendications 1 à 2 dans lequel le faisceau3. electrical connection element according to one of claims 1 to 2 wherein the beam
(24, 26, 34) comprend une pluralité de fils électriques . (24, 26, 34) includes a plurality of electrical wires.
4. Elément de connexion électrique selon la revendication 3 dans lequel les fils du faisceau (22) forment des tracés parallèles. 4. An electrical connection element according to claim 3 in which the wires of the bundle (22) form parallel paths.
5. Elément de connexion électrique selon l'une des revendications 1 à 4 dans lequel chaque fil5. electrical connection element according to one of claims 1 to 4 wherein each wire
(22) forme des ondulations (24, 26) au sein du support.(22) forms corrugations (24, 26) within the support.
6. Elément de connexion électrique selon l'une des revendications 1 à 4 dans lequel chaque fil (22) est sous forme d'un enroulement hélicoïdal (27).6. electrical connection element according to one of claims 1 to 4 wherein each wire (22) is in the form of a helical winding (27).
7. Elément de connexion électrique selon l'une des revendications 1 à 6 dans lequel le faisceau (24, 26, 27, 34) est constitué de fils en acier laitonné.7. electrical connection element according to one of claims 1 to 6 wherein the bundle (24, 26, 27, 34) consists of brass steel wires.
8. Elément de connexion électrique selon l'une des revendications 1 à 7 dans lequel le support (28, 32) a une épaisseur de l'ordre du millimètre.8. electrical connection element according to one of claims 1 to 7 wherein the support (28, 32) has a thickness of about a millimeter.
9. Complexe (30) d'instrumentation semi- fini entrant dans la fabrication d'un article en caoutchouc pour la liaison au sol d'un véhicule , ledit complexe comprenant au moins un élément de connexion électrique (20) selon l'une des revendications précédentes et des unités fonctionnelles (36, 38) connectées à ses extrémités.9. Complex (30) of semi-finished instrumentation used in the manufacture of a rubber article for the ground connection of a vehicle, said complex comprising at least one electrical connection element (20) according to one of previous claims and functional units (36, 38) connected at its ends.
10. Complexe (30) selon la revendication 9 comprenant plusieurs éléments de connexion électrique selon l'une des revendications 1 à 8 connectés à une extrémité à une même unité fonctionnelle (36) .10. Complex (30) according to claim 9 comprising several electrical connection elements according to one of claims 1 to 8 connected at one end to the same functional unit (36).
11. Complexe selon l'une des revendications 9 à 10 dans lequel une unité fonctionnelle (36) est une unité de traitement susceptible de transmission et/ou pilotage .11. Complex according to one of claims 9 to 10 wherein a functional unit (36) is a processing unit capable of transmission and / or control.
12. Complexe selon l'une des revendications 9 à 11 dans lequel une unité fonctionnelle (38) est un capteur ou un actionneur.12. Complex according to one of claims 9 to 11 wherein a functional unit (38) is a sensor or an actuator.
13. Complexe selon l'une des revendications 9 à 12 comprenant au moins une antenne (40, 42) connectée à une unité fonctionnelle (38) .13. Complex according to one of claims 9 to 12 comprising at least one antenna (40, 42) connected to a functional unit (38).
14. Complexe selon l'une des revendications 9 à 13 dans lequel le support (32) de l'élément de connexion électrique (20) enrobe la totalité du complexe (30), de sorte qu'aucun des éléments (34, 36, 38, 40, 42) constituant le complexe (30) ne subit de déplacement relatif par rapport au support (32) au niveau de l'interface lors d'une sollicitation en traction du support.14. Complex according to one of claims 9 to 13 wherein the support (32) of the electrical connection element (20) coats the entire complex (30), so that none of the elements (34, 36, 38, 40, 42) constituting the complex (30) does not undergo relative displacement relative to the support (32) at the interface during a tensile stress on the support.
15. Procédé de fabrication d'un article en caoutchouc instrumenté pour la liaison au sol d'un véhicule comprenant les étapes suivantes :15. Method for manufacturing an instrumented rubber article for the ground connection of a vehicle, comprising the following steps:
- déposer sur un support de fabrication approprié au moins un premier constituant dudit article en caoutchouc pour la liaison au sol d'un véhicule pour former un premier ensemble ;- deposit on a suitable manufacturing support at least a first constituent of said article in rubber for the ground connection of a vehicle to form a first assembly;
- déposer un élément de connexion (20) selon l'une des revendications 1 à 8 ou un complexe d' instrumentation (30) selon l'une des revendications 9 à 14 sur le premier ensemble pour former un deuxième ensemble ;- depositing a connection element (20) according to one of claims 1 to 8 or an instrumentation complex (30) according to one of claims 9 to 14 on the first set to form a second set;
- déposer un deuxième constituant sur le deuxième ensemble pour former une ébauche de cet article en caoutchouc pour la liaison au sol d'un véhicule ; - vulcaniser l'ébauche.- deposit a second component on the second assembly to form a blank of this rubber article for the ground connection of a vehicle; - vulcanize the blank.
16. Procédé de fabrication selon la revendication 15 utilisé pour la fabrication d'un pneumatique et comprenant en outre une étape de conformation du premier ensemble.16. The manufacturing method according to claim 15 used for the manufacture of a tire and further comprising a step of shaping the first set.
17. Procédé de fabrication d'un pneumatique instrumenté selon la revendication 15 comprenant en outre une étape de conformation du deuxième ensemble pendant laquelle la surface du ou des fils électriques (22, 34) du faisceau ne subit pas de déplacement par rapport à la surface directement adjacente de son support (28, 32) . 17. The method of manufacturing an instrumented tire according to claim 15, further comprising a step of shaping the second set during which the surface of the electrical wire or wires (22, 34) of the beam does not undergo displacement relative to the surface. directly adjacent to its support (28, 32).
18. Pneumatique comprenant un élément de connexion électrique, comprenant au moins un fil électrique, intégré (34) tel que chaque fil électrique ne subit aucun déplacement relatif par rapport au caoutchouc du pneumatique au niveau de l'interface entre fil et caoutchouc. 18. A tire comprising an electrical connection element, comprising at least one integrated electrical wire (34) such that each electrical wire does not undergo any relative displacement relative to the rubber of the tire at the interface between wire and rubber.
19. Pneumatique selon la revendication 18 dans lequel le caoutchouc jouxtant les fils électriques19. The tire as claimed in claim 18, in which the rubber adjoins the electrical wires.
(34) est isolant électriquement.(34) is electrically insulating.
20. Pneumatique selon l'une des revendications 18 à 19 comprenant des unités fonctionnelles (36, 38) intégrées qui sont reliées à l'élément de connexion électrique (34). 20. Tire according to one of claims 18 to 19 comprising integrated functional units (36, 38) which are connected to the electrical connection element (34).
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