EP4035074A1 - Pneumatique equipe d'un transpondeur radiofrequence - Google Patents

Pneumatique equipe d'un transpondeur radiofrequence

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EP4035074A1
EP4035074A1 EP20789211.8A EP20789211A EP4035074A1 EP 4035074 A1 EP4035074 A1 EP 4035074A1 EP 20789211 A EP20789211 A EP 20789211A EP 4035074 A1 EP4035074 A1 EP 4035074A1
Authority
EP
European Patent Office
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antenna
radiating
pneumatic casing
zone
dipole antenna
Prior art date
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Pending
Application number
EP20789211.8A
Other languages
German (de)
English (en)
Inventor
Julien DESTRAVES
Sébastien FREDON
Pierre GUINAULT
Emmanuel JOULIN
Laurent COUTURIER
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
Original Assignee
Compagnie Generale des Etablissements Michelin SCA
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Filing date
Publication date
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    • B60C2019/004—Tyre sensors other than for detecting tyre pressure

Definitions

  • the communication performance of the radiofrequency transponder is expressed by the maximum communication distance of the radiofrequency transponder with a radiofrequency reader for the same signal communicated to or by the radiofrequency reader.
  • such a passive radiofrequency transponder has weaknesses in its use when integrated into a pneumatic casing.
  • this radio frequency transponder is suitable to operate at the communication frequency of the external radio frequency reader, radio frequency communication via the radiating antenna is not optimal especially for long distance interrogations.
  • it is also necessary to take into account the mechanical strength of the radiating antenna in an environment with high thermomechanical stress.
  • it is necessary to optimize the performance compromise between the mechanical strength of the antenna and its radiocommunication efficiency, such as its radio performance and secondly its electromagnetic performance, in order to optimize the potential performance of such a passive radiofrequency transponder. while preserving the endurance of the pneumatic casing.
  • the invention relates to a pneumatic casing of toroidal shape around a reference axis equipped with a passive radiofrequency transponder.
  • the pneumatic casing comprises: a crown block, comprising a crown reinforcement having an axial end at each of its edges and a tread, joined at each of its axial ends to a bead, having an inner end, located axially and radially internally to the bead with respect to the reference axis, via a flank,
  • means for anchoring said first threads comprising second circumferentially oriented threads axially bordering the first threads and forming at least one spiral,
  • the radiating dipole antenna consisting of a single-strand helical spring defining a helical pitch P, a winding diameter D, a median plane and a wire diameter defining internal and external diameters of the antenna radiating, the length of which is adapted to communicate over a frequency band with a radiofrequency transmission reader defining a first longitudinal axis, a central zone and two lateral zones along the first longitudinal axis.
  • the pneumatic casing is characterized in that, the radiating dipole antenna comprising a first zone where the radiating dipole antenna is not located in line with the electronic part, the ratio between the propeller pitch PI and the diameter d winding DI for at least one coil spring loop of the first zone is greater than 0.8, in that the radiating dipole antenna is located in line with at least two first wires of the carcass armor and in this that the passive radiofrequency transponder is located axially outwardly relative to the inner end of the bead and radially between the most radially outer end of the at least one spiral and the axial end of the crown reinforcement, preferably at the inside the pneumatic casing.
  • the term "parallel” is understood to mean that the angle formed by the axial directions of each antenna is less than or equal to 30 degrees.
  • the electromagnetic coupling between the two antennas is optimal, notably improving the communication performance of the passive radiofrequency transponder.
  • the implantation of the passive radiofrequency transponder at the level of the sidewall and of the bead, radially outside the spiral of the pneumatic casing, facilitates the interrogation and reading of the passive radiofrequency transponder by an external radiofrequency reader at a great distance in many positions of the external radiofrequency reader when the pneumatic casing is in service on the vehicle.
  • the communication of the passive radiofrequency transponder is then robust and reliable.
  • the passive radio frequency transponder is located inside the pneumatic casing. It is then incorporated into it during the manufacture of the pneumatic casing, which secures the information contained in read-only mode in the memory of the electronic chip of the passive radiofrequency transponder such as for example the identification of the pneumatic casing. .
  • the primary antenna being connected to the terminals of an electronic card comprising the electronic chip
  • the electrical impedance of the primary antenna is matched to the electrical impedance of the electronic card of the radiofrequency transponder.
  • electrical impedance of the electronic card is understood to mean the electrical impedance at the terminals of the primary antenna which represents the electrical impedance of the electronic card comprising at least one electronic chip and a printed circuit on which the electronic chip is connected to.
  • the part of the primary antenna not embedded in the rigid mass is coated with an electrically insulating material.
  • an electrically insulating material like those used for an electric cable insulation sheath.
  • the pneumatic casing comprises a third layer of elastomeric mixture located axially on the outside of the carcass reinforcement and axially on the inside of the first and / or second layers of elastomeric mixture.
  • the pneumatic casing comprising an airtight layer of elastomeric material, that is to say highly impermeable to air, located most internally to the pneumatic casing. relative to the reference axis, the pneumatic casing comprises a fourth layer of elastomeric mixture located inside the carcass reinforcement.
  • the pneumatic casing comprises at least third reinforcing threads arranged adjacent in order to constitute a reinforcing frame.
  • the coating mass guarantees a constant environment for radio waves, which robustly freezes the dimension of the radiating dipole antenna for operation at the targeted communication frequency.
  • the modulus of elasticity in extension of the coating mass is less than the modulus of elasticity in extension of at least one elastomer mixture adjacent to said coating mass.
  • an assembly is formed which facilitates the placement of the passive radiofrequency transponder in the raw pneumatic envelope by limiting the mechanical singularity formed by the passive radiofrequency transponder within the pneumatic envelope.
  • a usual bonding rubber layer can be used, if necessary, to secure this assembly to the tire casing.
  • the installation of the passive radiofrequency transponder taking place directly at the level of the means for making the raw blank by placing the said passive radiofrequency transponder on the elastomer mixture. Then the passive radiofrequency transponder will be covered by a second layer of elastomer mixture.
  • the passive radiofrequency transponder is then entirely coated by the components of the pneumatic casing. It is therefore embedded within the pneumatic envelope, which ensures that it cannot be falsified when the memory of the electronic chip is blocked in writing.
  • the alternative is to place the passive radiofrequency transponder directly on the wires which can be inconvenient if its wires are metallic.
  • the passive radiofrequency transponder is located at a distance of at least 5 millimeters from the ends of a reinforcing armor of the pneumatic casing.
  • Fig 3b is an illustration of the variations in the ratio of the helix pitch to the winding diameter of a loop when the diameter of the loop is constant as well as the diameter of wire constituting the loop.
  • the curvilinear distance of this loop is equal to 2 * PI * PI elementary units.
  • the continuous line curve 505 corresponds to this loop. Indeed, the radius of this loop is necessarily equal to PI elementary units. If we now take the curve 506 corresponding to a ratio equal to 2, as the winding diameter is constant, necessarily the helix pitch of this loop is twice as large as the helix pitch of the previous loop, i.e. 4 * PI elementary units.
  • the radioelectric properties of the loops of the radiating antenna are improved by minimizing this electrical resistance.
  • the radiation efficiency of the antenna both in transmission and in reception which is mainly constituted by this first zone, is improved.
  • minimizing the electrical resistance of the antenna ensures that a maximum electrical current is generated at iso difference in electrical potentials. As a result, the radioelectric and therefore communication performance of the radio frequency transponder is improved.
  • the radiofrequency transponder will be placed axially outwardly relative to the axially inwardly end of the bead. It is a mechanically stable zone that does not undergo strong unforeseen variations in thermomechanical deformations.
  • the passive radiofrequency transponder 1 will be placed radially between the radially upper end of the spirals and the axial end of the top block of the pneumatic casing. This positioning in the radial direction facilitates communication of the passive radiofrequency transponder incorporated in a pneumatic casing of a land vehicle with a radiofrequency reader located outside the land vehicle by interposing few conductive elements between the radiofrequency reader and the radiofrequency transponder. passive 1.
  • the ratio between the helix pitch and the winding diameter of the loop of the first zone 101 of the radiating antenna 10 is increased by reducing the winding diameter of the steel wire, the volume occupied by the radiofrequency transponder 1 within the mass 3 of elastomeric material is reduced.
  • the circumferential direction of the tire is the direction corresponding to the periphery of the tire and defined by the rolling direction of the tire casing.
  • the pressurization of the green blank in the mold. baking ensures the positioning of the ibis radiofrequency transponder in the baked state as shown.
  • This Ibis radiofrequency transponder is located far from any free edge of another constituent of the pneumatic casing 100. In particular it is remote from the free edge 931 of the third layer of elasomeric mixture 93, from the radially outer free edge of the spiral 88. and free edges 912 of the heel protector 91. Its positioning ensures increased communication performance with an external radio frequency reader by its distance from the metal components of the mounted assembly. The cyclic stresses during taxiing will not be a problem because of the mechanical decoupling between the radiating antenna and the electronic part of the Ibis passive radiofrequency transponder.
  • the second location of the radiofrequency transponder 1 according to the invention is ideal for the passive radiofrequency transponder 1 which is protected from any external mechanical attack and any internal thermomechanical attack. However, it is advisable to wrap it in an electrically insulating rubber and to position the first longitudinal axis of the radiating antenna so that the radiofrequency transponder 1 rests on at least two first wires of the carcass reinforcement 87. Here, in this example, the first longitudinal axis is placed circumferentially. It is preferable to position the passive radiofrequency transponder 1 inside a layer of elastomeric mixture of the pneumatic casing 100. This makes the information contained in the electronic chip of the passive radiofrequency transponder unfalsifiable when the latter is blocked in.
  • the first longitudinal axis of the passive radiofrequency transponder 1 is perpendicular to the wires of the carcass reinforcement 87, which amounts to placing it circumferentially in the case of a pneumatic casing 1 with a radial structure. Although this zone is highly stressed in use conditions, the mechanical decoupling between the electronic part and the radiating dipole antenna allows satisfactory mechanical resistance of the passive radiofrequency transponder 1. Ideally, the passive radiofrequency transponder 1 is not in contact with the first wires of the carcass reinforcement 87 in order to limit the mechanical stresses undergone by the passive radiofrequency transponder 1.

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Abstract

Pneumatique équipé d'un transpondeur comportant : -Un sommet, comprenant une armature de sommet présentant une extrémité axiale à chacun de ses bords; réuni à chacune de ses extrémités axiales par un flanc à un bourrelet ayant une extrémité intérieure. -Une armature de carcasse, formée de premiers fils adjacents, ancrée dans chaque bourrelet autour d'une spirale constituée par des seconds fils, -Le transpondeur comprenant une antenne dipôle constituée d'un ressort défini par un pas P et un diamètre D dont la longueur définit un axe longitudinal, caractérisée en ce que le rapport entre le pas (P1) et le diamètre(D1) pour une boucle d'une première zone du ressort est supérieur à 0,8,en ce que le transpondeur se situe axialement extérieurement par rapport à une extrémité intérieure du bourrelet et radialement entre l'extrémité supérieure de la spirale et l'extrémité axiale de l'armature de sommet

Description

PNEUMATIQUE EQUIPE D’UN TRANSPONDEUR RADIOFREQUENCE
DESCRIPTION Domaine de l’invention
[0001] La présente invention concerne une enveloppe pneumatique équipée d’un dispositif électronique de radio identification ou transpondeur radiofréquence subissant, en particulier en service lorsqu’elle est montée sur un véhicule terrestre, de fortes sollicitations thermo mécaniques.
Arrière-plan technologique
[0002] Pour le domaine des dispositifs d’identification RFID (acronyme de Radio Frequency Identification), des transpondeurs radiofréquences passifs sont classiquement utilisés pour l’identification, le suivi et la gestion d’objets. Ces dispositifs permettent une gestion automatisée plus fiable et plus rapide.
[0003] Ces transpondeurs à identification radiofréquences passifs sont constitués généralement d’au moins une puce électronique et une antenne formée par une boucle magnétique ou une antenne rayonnante que l’on fixe à l’objet à identifier.
[0004] La performance de communication du transpondeur radiofréquence s’exprime par la distance maximale de communication du transpondeur radiofréquence avec un lecteur radiofréquence pour un même signal communiqué au ou par le lecteur radiofréquence.
[0005] Dans le cas des produits fortement extensibles comme par exemple les pneumatiques, un besoin existe d’identifier le produit tout au long de son existence depuis sa fabrication jusqu’à son retrait du marché et, en particulier, lors de son usage. Ensuite, afin de faciliter cette tâche, notamment en condition d’usage sur véhicule, une performance de communication élevée est requise qui s’exprime par la possibilité d’interroger le transpondeur radiofréquence à longue distance du produit, plusieurs mètres, par l’intermédiaire d’un lecteur radiofréquence. Enfin, on souhaite que le coût de fabrication d’un tel dispositif soit le plus compétitif possible. [0006] On connaît dans l’état de la technique, notamment d’après le document WO 2016/ 193457 Al, un transpondeur à identification radiofréquence passif apte à répondre aux besoins des pneumatiques. Ce transpondeur est constitué d’une puce électronique, connectée à un circuit imprimé sur lequel est galvaniquement connectée une première antenne primaire. Cette antenne primaire est couplée électromagnétiquement à un ressort hélicoïdal mono brin constituant une antenne rayonnante dipôle. La communication avec un lecteur externe radiofréquence utilise par exemple les ondes radioélectriques et en particulier la bande UHF, acronyme d’Ultra Hautes Fréquences. En conséquence, les caractéristiques du ressort hélicoïdal sont ajustées à la fréquence de communication choisie. Ainsi la disparition de jonction mécanique entre le circuit imprimé et l’antenne rayonnante améliore la tenue mécanique du transpondeur radiofréquence.
[0007] Cependant, un tel transpondeur radiofréquence passif présente des faiblesses dans son usage lorsqu’il est intégré à une enveloppe pneumatique. Bien que ce transpondeur radiofréquence soit adapté pour fonctionner à la fréquence de communication du lecteur externe radiofréquence, la communication radiofréquence par l’intermédiaire de l’antenne rayonnante n’est pas optimale en particulier pour des interrogations à longue distance. De surcroît, il faut aussi tenir compte de la tenue mécanique de l’antenne rayonnante dans un environnement fortement sollicitant thermomécaniquement. Ainsi, il faut optimiser le compromis de performances entre la tenue mécanique de l’antenne et son efficacité de radiocommunication, comme sa performance radioélectrique et dans un second temps sa performance électromagnétique, afin d’optimiser les performances potentielles d’un tel transpondeur radiofréquence passif tout en préservant l’endurance de l’enveloppe pneumatique.
[0008] La présente invention porte sur une enveloppe pneumatique équipée d’un transpondeur radiofréquence passif visant à améliorer le compromis de performances, et en particulier la performance de radiocommunication des transpondeurs radiofréquences passifs employés dans une architecture de pneumatique lors de son usage sur véhicule. Description de l’invention
[0009] L’invention porte sur une enveloppe pneumatique de forme toroïdale autour d’un axe de référence équipée d’un transpondeur radiofréquence passif. L’enveloppe pneumatique comporte : un bloc sommet, comprenant une armature de sommet présentant une extrémité axiale à chacun de ses bords et une bande de roulement, réuni à chacune de ses extrémités axiales à un bourrelet, présentant une extrémité intérieure, située axialement et radialement intérieurement au bourrelet par rapport à l’axe de référence, par l’intermédiaire d’un flanc,
Des premiers fils formant des allers et retours disposés de façon adajacente, alignés circonférentiellement, ancrés dans les dits bourrelets avec, au niveau de chaque bourrelet, des boucles reliant chaque fois un aller et un retour, les dits premiers fils formant au moins un alignement circonfémetiel définissant une armature de carcasse séparant l’enveloppe pneumatique en deux zones intéreure et extériure par rapport à l’armature de carcasse,
Dans chaque bourrelet, des moyens d’ancrage des dits premiers fils comprenant des seconds fils orientés circonférentiellement bordant axialement les premiers fils et formant au moins une spirale,
Une première couche de mélange élastomère formant la surface extérieure de l’enveloppe pneumatique dans la zone du bourrelet, ladite première couche de mélange élastomère étant destinée à venir en contact avec la jante,
Une deuxième couche de mélange élastomère située radialement extérieurement au contact de la première couche de mélange élastomère formant la surface extérieure dudit flanc.
Le transpondeur radiofréquence passif comprenant une partie électronique et une antenne dipôle rayonnante.
L’antenne dipôle rayonnante étant constituée d’un ressort hélicoïdal monobrin définissant un pas d’hélice P, un diamètre d’enroulement D, un plan médian et un diamètre de fil définissant des diamètres intérieur et extérieur de l’antenne rayonnante, dont la longueur est adaptée pour communiquer sur une bande de fréquence avec un lecteur à émission radiofréquence définissant un premier axe longitudinal, une zone centrale et deux zones latérales suivant le premier axe longitudinal.
La partie électronique comprenant une puce électronique et une antenne primaire de type bobine comprenant au moins un tour, et définissant ainsi un second axe longitudinal et un plan médian perpendiculaire au second axe longitudinal.
L’antenne primaire étant connectée galvaniquement à la puce électronique et couplée électro-magnétiquement à l’antenne dipôle rayonnante et étant circonscrite dans un cylindre dont l’axe de révolution est parallèle au second axe longitudinal et dont le diamètre est supérieur ou égal au tiers du diamètre intérieur de l’antenne dipôle rayonnante située au droit de l’antenne primaire.
Le transpondeur radiofréquence passif étant agencée de sorte que les premier et second axes longitudinaux soient parallèles et que le plan médian de l’antenne primaire soit placé dans la zone centrale du ressort hélicoïdal.
L’enveloppe pneumatique est caractérisée en ce que, l’antenne dipôle rayonnante comprenant une première zone où l’antenne dipôle rayonnante n’est pas située au droit de la partie électronique, le rapport entre le pas d’hélice PI et le diamètre d’enroulement DI pour au moins une boucle du ressort hélicoïdal de la première zone est supérieur à 0,8, en ce que l’antenne dipôle rayonnante est située au droit d’au moins deux premiers fils de l’armarture de carcasse et en ce que le transpondeur radiofréquence passif se situe axialement extérieurement par rapport à l’extrémité intérieure du bourrelet et radialement entre l’extrémité la plus radialement extérieure de la au moins une spirale et l’extrémité axiale de l’armature de sommet, préférentiellement à l’intérieur de l’enveloppe pneumatique.
[0010] On entend ici par le terme « élastomère », l’ensemble des élastomères y compris les TPE (acronyme de Thermo Plastiques Elastomères), tels que par exemple les polymères diéniques, c’est-à-dire comprenant des unités diéniques, les silicones, les polyuréthanes et les polyoléfïnes. [0011] On entend ici par le terme « couplage électromagnétique, », le couplage par rayonnement électromagnétique, c’est-à-dire le transfert d’énergie sans contact physique entre deux systèmes incluant d’une part le couplage inductif et d’autre part le couplage capacitif L’antenne primaire est alors préférentiellement comprise dans le groupe comprenant : une bobine, une boucle ou un segment de fil ou une combinaison de ces éléments conducteurs.
[0012] Ici, on entend par le terme « parallèle » que l’angle formé par les directions axiales de chaque antenne est inférieur ou égal à 30 degrés. Dans ce cas, le couplage électromagnétique entre les deux antennes est optimal améliorant notablement les performances de communication du transpondeur radiofréquence passif.
[0013] Ici, il convient d’abord de définir le plan médian de la bobine et du ressort hélicoïdal. Par définition, c’est un plan fictif séparant l’objet en deux parties égales. Dans notre cas, ce plan médian est perpendiculaire à l’axe de chaque antenne. Enfin, on entend ici par le terme « zone centrale » que la distance relative entre les plans médians est inférieure au dixième de la longueur de l’antenne rayonnante.
[0014] Ainsi l’intensité du courant électrique étant maximale au centre de l’antenne rayonnante, le champ magnétique induit par ce courant est aussi maximal au centre de l’antenne rayonnante : on assure ainsi que le couplage inductif entre les deux antennes est optimal améliorant de ce fait la performance de communication du transpondeur radiofréquence passif.
[0015] En imposant les dimensions relatives de l’antenne primaire par rapport aux caractéristiques du ressort hélicoïdal de l’antenne rayonnante, on assure que la distance entre les deux antennes sera inférieure au diamètre de l’antenne primaire dans le cas où l’antenne primaire se situe à l’intérieur de l’antenne rayonnante. Ainsi on optimise le couplage électromagnétique entre les deux antennes et de ce fait la performance de communication du transpondeur radiofréquence en émission et en réception.
[0016] De même en dehors de la zone de l’antenne rayonnante qui est située au droit de la partie électronique et donc de l’antenne primaire, un rapport du pas d’hélice sur le diamètre d’enroulement supérieur à 0,8 pour une boucle de l’antenne rayonnante a pour effet d’étirer le ressort hélicoïdal. Ainsi on diminue la longueur utile de fil pour parcourir une distance nominale de l’antenne rayonnante. De ce fait on diminue la résistance de l’antenne rayonnante. Par conséquence, à iso champ électrique, l’intensité du courant électrique circulant dans l’antenne rayonnante est plus importante à la fréquence propre de l’antenne, ce qui permet d’améliorer la performance de communication du transpondeur radiofréquence. De plus, l’étirement du ressort hélicoïdal permet d’améliorer le rendement de l’antenne rayonnante en améliorant le rapport entre la résistance de rayonnement sur la résistance de pertes de celle-ci, ce qui permettra aussi de maximiser le champ électrique rayonné par l’antenne rayonnante à iso courant électrique circulant dans l’antenne rayonnante. Enfin, l’étirement de l’antenne rayonnante permet de diminuer le volume occupé par le ressort hélicoïdal à iso pas de l’antenne rayonnante. Ainsi, dans un environnement dimensionnel contraint comme l’épaisseur d’une enveloppe pneumatique, il est possible d’augmenter l’épaisseur de gomme isolante entourant l’antenne rayonnante dans cette première zone. Cette isolation électrique minimise les pertes et améliore donc la performance de communication du transpondeur radiofréquence aussi bien en émission qu’en réception. Bien entendu, il est idéal que chacune des boucle de la première zone de l’antenne rayonnante soit allongée, ce qui améliore d’autant la performance de communication du transpondeur radiofréquence passif, en particulier pour les transpondeurs à identification, nommés tag RFID.
[0017] On entend par le terme « situé au droit de deux premiers fils » que la projection orthogonale de l’élément, ici l’antenne dipôle rayonnante, sur le plan défini par deux premiers fils parallèles de l’armarture de carcasse coupent ces deux premiers fils au moment de l’ébauche à cru de l’enveloppe pneumatique.
[0018] Enfin, le fait que la dimension caractéristique de l’antenne dipôle rayonnante définie par le premier axe longitudinal soit située au droit de plusieurs premiers fils de l’armarture de carcasse assure un positionnement maîtrisé du transpondeur radiofréquence passif dans l’épaisseur de l’enveloppe pneumatique notamment lors de l’ébauche à cru de celle-ci. En effet, cette configuration réduit le déplacement possible de l’antenne dipôle rayonnante au sein des diverses couches non réticulées, notamment par rapport à l’armature de carcasse, lors de la confection à cru de l’enveloppe pneumatique. L’armature de carcasse de l’enveloppe pneumatique étant disposée d’une tringle à l’autre, cela autorise une large zone d’implantation du transpondeur radiofréquence passif dans l’enveloppe pneumatique qui soit opérationnelle. En effet, on maîtrise alors la quantité de matière élastomère entourant le transpondeur radiofréquence passif permettant d’accorder la longueur de l’antenne dipôle rayonnante à l’environnement électrique de l’antenne dipôle rayonnante au sein du pneumatique de façon fiable et robuste.
[0019] Enfin, le transpondeur radiofréquence se situe dans la zone du bourrelet et du flanc de l’enveloppe pneumatique, notamment entre la spirale et l’armature de sommet du bloc sommet, afin de faciliter la communication de celui-ci par un lecteur radiofréquence externe notamment en service sur véhicule. En effet, les éléments généralement métalliques de la carrosserie du véhicule, comme la roue ou l’aile, gênent la propagation des ondes radioélectriques vers ou depuis la transpondeur radiofréquence passif situé avec l’enveloppe pneumatique, notamment dans la gamme de fréquences des UHF L’implantation du transpondeur radiofréquence passif au niveau du flanc et du bourrelet , radialement à l’extérieur de la spirale de l’enveloppe pneumatique facilite l’interrogation et la lecture du transpondeur radiofréquence passif par un lecteur radiofréquence externe à grande distance dans de nombreuses positions du lecteur radiofréquence externe lorsque l’enveloppe pneumatique est en service sur véhicule. La communication du transpondeur radiofréquence passif est alors robuste et fiable. Bien que non indispensable pour la communication radiofréquence, le transpondeur radiofréquence passif se situe à l’intérieur de l’enveloppe pneumatique. Il est alors incorporé dans celle-ci au cours de la fabrication de l’enveloppe pneumatique, ce qui sécurise les informations contenues en lecture seule dans la mémoire de la puce électronique du transpondeur radiofréquence passif comme par exemple l’identification de l’enveloppe pneumatique. L’alternative consiste à fixer, par les techniques connues de l’état de l’art, un patch en mélange élastomère contenant ledit transpondeur radiofréquence passif sur les surfaces externes de l’enveloppe pneumatique comme par exemple au niveau de la couche de gomme intérieure ou du flanc .Cette opération peut avoir lieu à tout moment au cours de la vie de l’enveloppe pneumatique ce qui rend moins fiable les informations de l’enveloppe pneumatique contenues dans la mémoire de la puce électronique du transpondeur radiofréquence passif.
[0020] Optionnellement, l’antenne dipôle rayonnante comprenant une deuxième zone où l’antenne dipôle rayonnante est située au droit de la partie électronique, le rapport entre le pas d’hélice P2 et le diamètre d’enroulement D2 pour chaque boucle de la deuxième zone est inférieur ou égal à 0,8.
[0021] En effet, dans cette deuxième zone de l’antenne dipôle rayonnante et tout particulièrement dans la zone se situant au droit de l’antenne primaire, la performance attendue de l’antenne dipôle rayonnante est le couplage électromagnétique et, en particulier, inductif avec l’antenne primaire de la partie électronique. De ce fait, un premier levier pour améliorer ce couplage est d’augmenter l’inductance de l’antenne rayonnante dans cette deuxième zone ce qui revient à contracter le ressort hélicoïdal. De plus, le fait de contracter l’antenne dipôle rayonnante dans cette deuxième zone favorise aussi le transfert d’énergie entre l’antenne primaire et l’antenne dipôle rayonnante par l’augmentation de la surface d’échange proposée par l’antenne dipôle rayonnante à iso longueur de l’antenne primaire située en vis-à-vis de l’antenne dipôle rayonnante. Cette amélioration du transfert d’énergie entraîne une meilleure performance de communication du transpondeur radiofréquence passif.
[0022] De préférence, le rapport entre le pas d’hélice et le diamètre d’enroulement de chacune des boucles du ressort hélicoïdal dans la première zone de l’antenne rayonnante est inférieure à 3, préférentiellement inférieure à 2.
[0023] Bien qu’il soit intéressant d’améliorer la performance radioélectrique de l’antenne rayonnante, il ne faut pas non plus négliger les autres fonctions qu’elle doit remplir. En particulier, le ressort hélicoïdal est une structure extensible adaptée pour supporter des sollicitations tridimensionnelles auxquelles le transpondeur radiofréquence dans une enveloppe pneumatique devra faire face depuis la confection de l’enveloppe pneumatique jusqu’à l’usage de l’enveloppe pneumatique en tant qu’objet de mobilité sur véhicule. De ce fait, il convient de limiter l’étirement de l’antenne rayonnante dans cette première zone afin de conserver une souplesse suffisante à l’antenne rayonnante dans son ensemble et ainsi s’assurer de l’intégrité physique du transpondeur radiofréquence passif.
[0024] De préférence, l’antenne primaire étant connectée aux bornes d’une carte électronique comprenant la puce électronique, l’impédance électrique de l’antenne primaire est adaptée à l’impédance électrique de la carte électronique du transpondeur radiofréquence. [0025] On entend par le terme « impédance électrique de la carte électronique », l’impédance électrique aux bornes de l’antenne primaire ce qui représente l’impédance électrique de la carte électronique comprenant au moins une puce électronique et un circuit imprimé sur lequel la puce électronique est connectée.
[0026] En réalisant l’adaptation d’impédance de l’antenne primaire à celle de la carte électronique, on optimise le transpondeur radiofréquence à la fréquence de communication en améliorant le gain et en ayant un facteur de forme plus sélectif, une bande passante plus étroite de la carte électronique. Ainsi les performances de communication du transpondeur radiofréquence sont améliorées pour une même quantité d’énergie transmise au transpondeur radiofréquence. Cela se traduit en particulier par une augmentation de la distance de lecture du transpondeur radiofréquence à iso puissance radioélectrique émise. L’adaptation d’impédance de l’antenne primaire est obtenue par l’ajustement d’au moins l’une des caractéristiques géométriques de l’antenne primaire comme par exemple, le diamètre du fil, le matériau de ce fil et la longueur du fil.
[0027] L’adaptation d’impédance de l’antenne primaire peut être aussi obtenue par l’ajout d’un circuit de transformation d’impédance constitué de composants électroniques additionnels entre l’antenne primaire et le circuit électronique comme, par exemple, des filtres à base d’inductance et de capacités et des lignes de transmission.
[0028] L’adaptation d’impédance de l’antenne primaire peut aussi être obtenue par la combinaison des caractéristiques de l’antenne primaire et des caractéristiques d’un circuit de transformation d’impédance.
[0029] Selon un mode de réalisation particulier, la puce électronique et au moins une partie de l’antenne primaire sont noyées dans une masse rigide et isolante électriquement tel que, par exemple, de la résine de type époxy haute température. L’ensemble constitue la partie électronique du transpondeur radiofréquence.
[0030] Ainsi, on rigidifïe la partie électronique comprenant au moins une partie de l’antenne primaire et la puce électronique connectée au circuit imprimé rendant plus fiables les connexions mécaniques entre ses composants vis-à-vis des sollicitations thermo mécaniques subies par l’enveloppe pneumatique aussi bien lors de sa connexion que lors de son usage.
[0031] Cela permet aussi l’industrialisation de la partie électronique du transpondeur radiofréquence indépendamment de l’antenne rayonnante ou de l’enveloppe pneumatique. Notamment une miniaturisation du composant électronique comprenant l’antenne primaire et la puce électronique peut être envisagée en utilisant par exemple une micro bobine à spires comme antenne primaire.
[0032] Selon un autre mode de réalisation, la partie de l’antenne primaire non noyée dans la masse rigide est revêtue d’un matériau isolant électriquement. [0033] Ainsi, si l’antenne primaire n’est pas entièrement contenue dans la masse rigide et isolante électriquement de la partie électronique, il est utile de l’isoler par l’intermédiaire d’un revêtement dans un matériau isolant électriquement comme ceux employés pour une gaine d’isolation de câble électrique.
[0034] Selon un mode de réalisation spécifique, l’enveloppe pneumatique comprend une troisième couche de mélange élastomère située axialement extérieurement à l’armature de carcasse et axialement intérieurement aux première et/ou deuxième couches de mélange élastomère.
[0035] Ainsi, cette configuration d’enveloppe pneumatique permet d’avoir des compromis de performance du bourrelet et du flanc différentiant et le transpondeur radiofréquence passif peut être inséré au contact de cette troisième couche de mélange élastomère.
[0036] Selon un autre mode de réalisation spécifique, l’enveloppe pneumatique comprenant une couche étanche à l’air en matériau élastomère, c’est-à-dire fortement imperméable à l’air, située le plus intérieurement à l’enveloppe pneumatique par rapport à l’axe de référence, l’enveloppe pneumatique comprend une quatrième couche de mélange élastomère située intérieurement à l’armature de carcasse.
[0037] Cette configuration d’enveloppe pneumatique permet en particulier des roulages en mode étendue grâce à la quatrième couche de mélange élastomère située au niveau du flanc de l’enveloppe pneumatique. En cas de perte de pression de gonflage de l’enveloppe pneumatique, la quatrième couche en mélange élastomère permet de transmettre des efforts entre le bourrelet et le bloc sommet sans faire flamber le flanc de l’enveloppe pneumatique.
[0038] Le transpondeur radiofréquence passif peut alors être en contact avec cette quatrième couche de mélange. [0039] Selon un mode de réalisation particulier, l’enveloppe pneumatique comprend au moins des troisièmes fils de renfort disposés de façon adjacente afin de constituer une armature de renfort.
[0040] Ce sont des enveloppes particulières qui, suivant le type d’usage ou de sollicitations en service nécessitent des armatures de renfort localisées dans le bourrelet par exemple pour prévenir des frottements entre la roue et l’enveloppe pneumatique. Cette armature de renfort peut aussi être localisée dans certaine zone, en particulier les extrémités axiales du bloc sommet pour contraindre la géométrie du bloc sommet et de l’enveloppe pneumatique sous fortes sollicitations thermo mécaniques. Cette armature de renfort présente généralement au moins une extrémité libre. Le transpondeur radiofréquence passif peut alors être en contact ou à proximité de l’extrémité libre de cette armature de renfort .
[0041] Selon un mode de réalisation spécifique, le transpondeur radiofréquence passif est en partie enrobée dans une masse de mélange élastomère isolante électriquement.
[0042] On entend ici par « isolant électriquement » que la conductivité électrique du mélange élastomère est au minimum en deçà du seuil de percolation des charges conductrices du mélange.
[0043] Selon un dernier mode de réalisation spécifique, la constante diélectrique relative de la masse d’enrobage est inférieure à 10.
[0044] Cette valeur de permittivité diélectrique relative des mélanges élastomères constituant la masse d’enrobage permet de garantir une stabilité du milieu dans lequel se trouve le transpondeur radiofréquence passif permettant de rendre robuste l’objet de l’invention. Ainsi, la masse d’enrobage garantit un environnement constants aux ondes radioélectriques, ce qui fige de manière robuste la dimension de l’antenne dipôle rayonnante pour un fonctionnement à la fréquence de communication ciblée. [0045] Selon un autre mode de réalisation spécifique, le module d’élasticité en extension de la masse d’enrobage est inférieur au module d’élasticité en extension d’au moins un mélange élastomère adjacent à ladite masse d’enrobage.
[0046] Ainsi, on constitue un ensemble qui facilite la mise en place du transpondeur radiofréquence passif dans l’enveloppe pneumatique à cru en limitant la singularité mécanique que constitue le transpondeur radiofréquence passif au sein de l’enveloppe pneumatique. Une couche de gomme de liaison usuelle pourra être employée, si nécessaire, pour solidariser cet ensemble à l’enveloppe pneumatique.
[0047] De plus, les caractéristiques de rigidité et de conductivité électrique du mélange élastomère assurent une insertion mécanique et une isolation électrique de qualité du transpondeur radiofréquence passif au sein de l’enveloppe pneumatique. Ainsi le fonctionnement du transpondeur radiofréquence n’est pas perturbé par l’enveloppe pneumatique.
[0048] Selon un premier mode de réalisation préférentiel, le transpondeur radiofréquence passif est situé en contact avec une couche de mélange élastomère de l’enveloppe pneumatique.
[0049] C’est un mode de réalisation qui facilite la mise en place du transpondeur radiofréquence passif dans l’architecture de l’enveloppe pneumatique. La pose du transpondeur radiofréquence passif intervenant directement au niveau du moyen de confection de l’ébauche à cru en posant le dit transpondeur radiofréquence passif sur le mélange élastomère. Puis le transpondeur radiofréquence passif sera recouvert par une seconde couche en mélange élastomère. Ainsi, le transpondeur radiofréquence passif est alors entièrement enrobé par les composants de l’enveloppe pneumatique. Il est donc noyé au sein de l’enveloppe pneumatique ce qui assure son infalsifïabilité lorsque la mémoire de la puce électronique est bloquée en écriture. L’altmative est de déposer le transpondeur radiofréquence passif directement sur les fils ce qui peut être génént si ses fils sont métalliques. Il serait préférable si la pose sur les fils directement est retenues que le transpondeur radiofréquence passif soit enrobée préalablement dans un masse de mélange élastomère isolante électriquement. Préférentiellement, l’ensemble sera recouvert par une autre couche de mélange élastomère. De ce fait, le transpondeur radiofréquence passif sera encore en contct avec une couche en mélange élastomère.
[0050] Préférentiellement, le transpondeur radiofréquence passif est situé à une distance d’au moins 5 millimètres des extrémités d’une armarture de renfort de l’enveloppe pneumatique.
[0051] Le transpondeur radiofréquence passif se présente comme un corps étranger dans l’architecture du pneumatique ce qui constitue une singularité mécanique. Les extrémités des aramtures constituent aussi des singularités mécaniques. Afin de prévenir l’endurance de l’enveloppe pneumatique, il est préférentiel d’éloigner les deux singularités l’une de l’autre d’une certaine distance. Plus cette distance est grande, plus elle est favorable. La distance minimale de l’influence d’une singularité étant bien entendu proportionnelle à la dimension et la nature de cette singularité. La singularité constituée par l’extrémité d’une armature de renfort est d’autant plus sensible que la rigidité des mélanges élastomères adjacents est élevée par rapport à la rigidité de l’armature de renfort. Dans le cas où les renforts sont métalliques ou textile avec une rigidité tout aussi élevée comme dans le cas de l’aramide, par exemple, il convient d’éloigner les deux singularités d’au moins 10 millimètres l’une de l’autre.
[0052] Très préférentiellement, l’orientation des premiers fils définissant une direction de renforcement, le premier axe longitudianle de l’antenne dipôle rayonnate est perpendiculaire à la direction de renforcement.
[0053] C’est un mode de réalisation particulier permettant de mieux répartir les efforts transitant entre le transpondeur radiofréquence passif et l’enveloppe pneumatique lors de la fabrication de l’enveloppe pneumatique ou lors de l’usage de l’enveloppe pneumatique. De plus, cette orientation est bien déterminée lors de la fabrication de l’enveloppe pneumatique puisque cette direction sert de guide à la fabrication de l’enveloppe pneumatique ce qui facilite l’implantation du transpondeur radiofréquence passif dans l’ébauche de l’enveloppe pneumatique.
[0054] Selon un mode de réalisation spécifique, la communication radioélectrique avec le lecteur radiofréquence s’effectue dans la bande des UHF et tout spécifiquement dans la gamme comprise entre 860 et 960Mhz. [0055] En effet, dans cette bande de fréquences, la longueur de l’antenne rayonnante est inversement proportionnelle à la fréquence de communication. Et au-delà de cette bande de fréquences, la communication radioélectrique est fortement perturbée voire impossible dans les matériaux élastomères standards. De ce fait, cela constitue le meilleur compromis entre la taille du transpondeur radiofréquence et sa communication radioélectrique notamment en champ lointain permettant d’avoir des distances de communication satisfaisantes dans le domaine du pneumatique.
[0056] Selon un autre mode de réalisation particulier, la longueur L0 de l’antenne rayonnante est comprise entre 30 et 50 millimètres.
[0057] En effet, dans la gamme de fréquence entre 860 et 960 MHz et selon les permittivités diélectriques relatives des mélanges élastomères entourant le transpondeur radiofréquence, la longueur totale du ressort hélicoïdal qui est adaptée à la demi longueur d’onde des ondes radioélectrique émises ou reçues par le transpondeur radiofréquence est située dans la fourchette entre 30 et 50 millimètres, de préférence entre 35 et 45 millimètres. Afin d’optimiser le fonctionnement de l’antenne rayonnante à ces longueurs d’ondes, il convient de parfaitement adapter la longueur de l’antenne rayonnante à la longueur d’onde.
[0058] Avantageusement, le diamètre d’enroulement du ressort hélicoïdal dans la première zone de l’antenne rayonnante est compris entre 0,6 et 2,0 millimètres, préférentiellement entre 0,6 et 1,6 millimètres.
[0059] Cela permet de limiter le volume occupé par l’antenne rayonnante est donc d’augmenter l’épaisseur de mélange élastomère isolant électriquement autour du transpondeur radiofréquence. Bien entendu ce diamètre du ressort hélicoïdal dans la première zone de l’antenne rayonnante peut être constant, variable, continûment variable ou variable par morceaux. Il est préférable d’un point de vue de l’intégrité mécanique de l’antenne rayonnante que le diamètre soit constant ou continûment variable.
[0060] Selon un mode de réalisation privilégié, le pas d’hélice d’au moins une boucle de l’antenne rayonnante dans la première zone de l’antenne rayonnante est compris entre 1 et 4 millimètres et de préférence entre 1,3 et 2 millimètres.
[0061] Cela permet d’une part d’assurer que le rapport du pas d’hélice sur le diamètre d’enroulement du ressort, ou au moins une boucle, dans la première zone de l’antenne rayonnante, est inférieur à 3 garantissant un minimum d’élongation du ressort hélicoïdal. De plus, ce pas peut aussi être constant ou variable sur toute la première zone de l’antenne rayonnante. Bien entendu, il est préférable que le pas soit continûment variable ou avec des transitions de faible variation pour éviter des points singuliers dans l’antenne rayonnante qui représenteraient des faiblesses mécaniques de l’antenne rayonnante.
[0062] Selon un mode de réalisation avantageux, le diamètre du fil de l’antenne rayonnante est comprise entre 0,05 et 0,25 millimètres, idéalement entre 0,12 et 0,23 millimètres.
[0063] Dans cette gamme de fil, on garantit d’une part que la résistance des pertes sera faible améliorant ainsi les performances radioélectriques de l’antenne rayonnante. De plus, limiter le diamètre du fil permet d’éloigner l’antenne rayonnante des conducteurs électriques en augmentant l’épaisseur des mélanges élastomères isolants électriquement. Cependant, il est nécessaire de conserver une certaine résistance mécanique au fil pour supporter les contraintes thermo mécaniques qu’il subira dans un environnement fortement sollicitant comme l’enveloppe pneumatique, sans optimiser la limite à rupture du matériau de ces fils, généralement en acier doux. Cela permet d’assurer un compromis technico- économique satisfaisant de l’antenne rayonnante.
[0064] Avantageusement, le premier pas P 1 de l’ antenne dipôle rayonnante correspondant au pas d’hélice de l’antenne dipôle rayonnante dans la première zone est supérieur au deuxième pas P2 de l’antenne dipôle rayonnante correspondant au pas d’hélice de l’antenne dipôle rayonnante dans la deuxième zone où l’antenne dipôle rayonnante est située au droit de la partie électronique.
[0065] En imposant que le pas d’hélice P2 de l’antenne dipôle rayonnante dans une deuxième zone où l’antenne dipôle rayonnante est située au droit de la partie électronique est inférieur au pas PI de l’antenne dipôle rayonnante en dehors de cette zone, on privilégie les aptitudes électromagnétiques de l’antenne dipôle rayonnante dans cette zone au détriment de son efficacité rayonnante qui sont mises en valeur dans la première zone de l’antenne dipôle rayonnante. Ainsi, le resserrement du pas d’hélice de l’antenne dipôle rayonnante améliore l’inductance de l’antenne dans cette zone. Ceci est un bras de levier essentiel pour augmenter le champ magnétique généré par l’antenne dipôle rayonnante à iso courant électrique circulant dans l’antenne. Et cette amélioration de l’inductance de l’antenne dipôle rayonnante est obtenue sans modifier nécessairement le diamètre d’enroulement de l’antenne rayonnante. De plus, le resserrement du pas de l’antenne dipôle rayonnante au droit de l’antenne primaire de la partie électronique assure une plus grande surface d’échange entre les deux antennes à iso longueur de l’antenne primaire améliorant aussi le couplage électromagnétique entre les deux antennes. Et de ce fait la performance de communication du transpondeur radiofréquence s’en trouve améliorée. Enfin, le resserrement du pas de l’antenne dipôle rayonnante permet de minimiser et de mieux maîtriser les tolérances de fabrication de l’antenne dipôle rayonnante dans cette deuxième zone notamment au niveau de la détermination du diamètre d’enroulement de l’antenne dipôle rayonnante. Ainsi, le taux de rebut des antennes dipôles rayonnantes s’en trouve réduit puisque la maîtrise de ce diamètre conditionne le positionnement de la partie électronique par rapport à l’antenne dipôle rayonnante.
[0066] Très avantageusement, la partie électronique étant placée à l’intérieur de l’antenne rayonnante, le premier diamètre intérieur DI’ de l’antenne dipôle rayonnante dans la première zone est inférieur au deuxième diamètre intérieur D2’ de l’antenne dipôle rayonnante dans une deuxième zone et la partie électronique est circonscrite dans un cylindre dont l’axe de révolution est parallèle au premier axe longitudinal et dont le diamètre est supérieur ou égal au premier diamètre intérieur DI’ de l’antenne dipôle rayonnante.
[0067] En garantissant que le cylindre circonscrit à la partie électronique a un axe de révolution parallèle au premier axe longitudinale et un diamètre supérieur ou égal au premier diamètre intérieur de l’antenne dipôle rayonnante, la première zone de l’antenne rayonnante constitue donc une butée au déplacement axial de la partie électronique. Le fait que cette première zone se situe de part et d’autre de la zone de l’antenne dipôle rayonnante située au droit de la partie électronique en raison du positionnement centré de la partie électronique par rapport à l’antenne dipôle rayonnante assure de disposer alors de deux butées mécaniques situées axialement extérieurement à la partie électronique limitant tout mouvement axial de la partie électronique du transpondeur radiofréquence. De plus, le diamètre du cylindre circonscrit de la partie électronique étant situé à l’intérieur de l’antenne rayonnante au niveau de la deuxième zone, ce diamètre est nécessairement inférieur au deuxième diamètre intérieur de l’antenne rayonnante Ainsi, le déplacement radial de la partie électronique est borné par le deuxième diamètre intérieur de l’antenne dipôle rayonnante. En conclusion, le mouvement de la partie électronique est limité, ce qui permet d’assurer la performance de communication du transpondeur radiofréquence tout en assurant une intégrité physique de la partie électronique et de l’antenne dipôle rayonnante du transpondeur radiofréquence passif. Enfin, l’endurance de l’enveloppe pneumatique accueillant ce transpondeur radiofréquence n’est pas non plus impactée par ce choix de conception. Et la manipulation des transpondeurs radiofréquences pour la mise en place au sein de la structure de l’enveloppe pneumatique s’en trouve facilitée sans avoir besoin de précautions supplémentaires.
Description brève des dessins
[0068] L’invention sera mieux comprise au moyen de la description détaillée qui suit. Ces applications sont données uniquement à titre d’exemple et faite en se référant aux figures annexées sur lesquelles les mêmes numéros de référence désignent partout des parties identiques, et dans lesquelles :
La Fig 1 présente une vue en perspective d’un transpondeur radiofréquence de l’état de la technique ;
La Fig 2 présente une vue en perspective d’un transpondeur radiofréquence faisant partie de l’invention;
Les Fig 3a et Fig 3b sont des illustrations de la longueur du fil de l’antenne rayonnante selon le rapport entre le pas d’hélice et le diamètre d’enroulement du ressort hélicoïdal pour une même longueur élémentaire de l’antenne dipôle rayonnante selon que l’on travaille à pas constant ou diamètre d’enroulement constant ;
La Fig 4 est un exemple de transpondeur radiofréquence faisant partie de l’invention présentant certaines particularités ;
La Fig 5 est une vue éclatée d’un patch d’identification faisant partie de l’invention ; La Fig 6 présente un graphe de la puissance électrique transmise à deux transpondeurs radiofréquences passifs incorporés dans une enveloppe pneumatique selon l’invention en fonction de la bande de fréquences d’observation ; La Fig 7 est une vue en coupe méridienne d’une enveloppe pneumatique de l’état de la technique ;
La Fig 8 est une vue en coupe méridienne du bourrelet et du flanc d’une enveloppe pneumatique selon l’invention lorsque le transpondeur radiofréquence passif est localisé au niveau de la zone extérieure de l’enveloppe pneumatique ;
La Fig 9 est une vue en coupe méridienne du bourrelet et du flanc d’une enveloppe pneumatique selon l’invention lorsque le transpondeur radiofréquence passif est localisé au niveau de la zone intérieure de l’enveloppe pneumatique ;
La Fig 10 est une vue en coupe méridienne d’une enveloppe pneumatique comprenant des transpondeurs radiofréquence passif dans la partie haute du flanc.
Description détaillée de modes de réalisation
[0069] Dans ce qui suit, les termes « pneumatique » et « bandage pneumatique » sont employés de façon équivalente et concernent tout type de bandage pneumatique ou non pneumatique (en anglais « tire », « pneumatic tire », « non-pneumatic tire »)
[0070] La Fig 1 présente un transpondeur radiofréquence 1 de l’état de la technique dans une configuration où la partie électronique 20 est située à l’intérieur de l’antenne rayonnante 10. L’antenne rayonnante 10 est constituée d’un fil en acier 12 qui a été déformé plastiquement afin de former un ressort hélicoïdal présentant un axe de révolution 11. Le ressort hélicoïdal est défini tout d’abord par un diamètre d’enroulement du fil revêtu et un pas d’hélice. Ces deux paramètres géométriques du ressort hélicoïdal sont ici constants. Ainsi, on détermine précisément des diamètres intérieurs 13 et extérieur 15 du ressort hélicoïdal en prenant en compte le diamètre du fil. La longueur du ressort L0 correspond ici à la demi-longueur d’onde du signal de transmission radiofréquence du transpondeur 1 dans une masse de mélange élastomère. Ainsi on peut définir un plan médian 19 au ressort hélicoïdal, perpendiculaire à l’axe de révolution 11, séparant l’antenne rayonnante 10 en deux parties égales. La forme géométrique de la partie électronique 20 est circonscrite dans un cylindre dont le diamètre est inférieur ou égal au diamètre intérieur 13 du ressort hélicoïdal. L’enfilement de la partie électronique 20 dans l’antenne rayonnante 10 s’en trouve facilité. Le plan médian 21 de l’antenne primaire se trouve sensiblement superposé au plan médian 19 de l’antenne rayonnante 10. Enfin l’axe de l’antenne primaire est sensiblement parallèle à l’axe de révolution 11 de l’antenne rayonnante 10. On peut diviser l’antenne rayonnante en deux zones distinctes : une première zone 101 de l’antenne rayonnante 10 où le ressort hélicoïdal n’est pas situé au droit de la partie électronique 20 et une deuxième zone 102 située au droit de la partie électronique 20. La première zone 101 de l’antenne rayonnante 10 comprend deux parties 101a et 101b de longueurs sensiblement équivalentes encadrant axialement la seconde zone 102 de l’antenne rayonnante 10.
[0071] La Fig 2 est un transpondeur radiofréquence 1 selon l’invention qui a comme caractéristique distinctive par rapport au transpondeur radiofréquence de l’état de la technique que le rapport du pas d’hélice sur le diamètre d’enroulement d’au moins une boucle de l’antenne rayonnante de la première zone est supérieur à 0,8. Dans notre cas, toutes les boucles de chacune des zones 101a et 101b ont vu leur rapport évolué de manière équivalente. Ceci est obtenue par une diminution du nombre total de boucles pour chacune des sous-zones 101a et 101b. Dans ce cas particulier, le diamètre d’enroulement du fil de l’antenne rayonnante 10 est conservée. Cependant, il aurait été possible aussi de modifier le rapport du pas d’hélice sur le diamètre d’enroulement de chaque boucle de la première zone 101 en augmentant le diamètre d’enroulement du fil d’acier de l’antenne rayonnante 10 dans la première zone 101 de cette antenne. Dans notre cas, le pas d’hélice de l’antenne rayonnante 10 dans la deuxième zone 102 de l’antenne rayonnante 10 n’a pas été modifié. De ce fait, le rapport entre le pas d’hélice et le diamètre d’enroulement de la deuxième zone 102 de l’antenne rayonnante 10 est inférieure à 0,8.
[0072] Les Fig 3a et Fig 3b sont des illustrations de l’importance du rapport du pas d’hélice sur le diamètre d’enroulement pour une boucle du ressort hélicoïdal vis-à-vis des propriétés radioélectriques et électromagnétiques de l’antenne rayonnante.
[0073] La Fig 3a est une illustration des variations du rapport du pas d’hélice sur le diamètre d’enroulement d’une boucle lorsque le pas d’hélice de la boucle est constant ainsi que le diamètre de fil constituant la boucle. Pour une longueur élémentaire de l’antenne rayonnante de longueur égale à la zone occupée par une boucle complète pour un rapport égal à 1, la distance curviligne de cette boucle est égale à 2 *PI *PI unités élémentaires. La courbe en trait continu 500 correspond à cette boucle. En effet, le rayon de cette boucle vaut nécessairement PI unités élémentaires. Si on prend désormais la courbe 501 en pointillé correspondant à un rapport égal à 2, comme le pas d’hélice est constant, nécessairement le diamètre d’enroulement de cette boucle est deux fois plus petit que le diamètre d’enroulement de la boucle précédente, soit PI unités élémentaires. Alors, la distance curviligne de cette boucle illustrée par les pointillés 501 vaut PI*PI unités élémentaires. De ce fait la longueur curviligne d’une première boucle, présentant un rapport du pas d’hélice sur le diamètre d’enroulement plus grand qu’une deuxième boucle, est moins élevée que la longueur curviligne de cette deuxième boucle. Les courbes 502 constituée de tirets et 503 constituée de tirets en alternance avec un pointillé illustrent respectivement des rapports de 0,8 et de 0,5. Les longueurs curvilignes de ces deux boucles sont respectivement égales à 2,5*PI*PI unités élémentaires et 4*PI*PI unités élémentaires.
[0074] La Fig 3b est une illustration des variations du rapport du pas d’hélice sur le diamètre d’enroulement d’une boucle lorsque le diamètre de la boucle est constant ainsi que le diamètre de fil constituant le boucle. Pour une longueur élémentaire de l’antenne rayonnante de longueur égale à la zone occupée par une boucle complète pour un rapport égal à 1, la distance curviligne de cette boucle est égale à 2 *PI *PI unités élémentaires. La courbe en trait continu 505 correspond à cette boucle. En effet, le rayon de cette boucle vaut nécessairement PI unités élémentaires. Si on prend désormais la courbe 506 correspondant à un rapport égal à 2, comme le diamètre d’enroulement est constant, nécessairement le pas d’hélice de cette boucle est deux fois plus grand que le pas d’hélice de la boucle précédente, soit 4*PI unités élémentaires. Mais si on se limite à la longueur élémentaire de 2*PI unités élémentaires, la distance curviligne de cette boucle illustrée par les pointillés vaut PI*PI unités élémentaires. De la même façon pour les courbes 507 et 508 correspondant respectivement à des rapports de 0,5 et 0, 2 , soit respectivement un doublement et un quintuplement du nombre de boucles, la distance curviligne de la courbe 507 illustrée en trait pointillé vaut 4*PI*PI unités élémentaires. Et la distance curviligne de la courbe 508 illustrée en trait pointillé en alternance avec deux pointillés vaut 10*PI*PI unités élémentaires.
[0075] Bien entendu, au heu de modifier seulement le pas d’hélice ou le diamètre d’enroulement de chaque boucle, il est possible de modifier les deux paramètres simultanément. Seul le rapport obtenu par ces deux modifications aura un impact sur la performance de communication de l’antenne rayonnante. [0076] En effet, la résistance d’un fil conducteur est proportionnelle à la longueur curviligne du fil. Plus le rapport du pas d’hélice sur le diamètre d’enroulement de la boucle est élevé, plus la longueur curviligne du fil est courte. De ce fait, moins la résistance électrique de la boucle est élevée. En conclusion, on améliore les propriétés radioélectriques des boucles de l’antenne rayonnante en minimisant cette résistance électrique. En minimisant la résistance électrique de l’antenne rayonnante dans la première zone de l’antenne rayonnante, on améliore l’efficacité de rayonnement de l’antenne aussi bien en émission qu’en réception qui est majoritairement constituée par cete première zone. De plus, minimiser la résistance électrique de l’antenne assure de générer un courant électrique maximum à iso différence de potentiels électriques. De ce fait, les performances radioélectriques et donc de communication du transpondeur radiofréquence s’en trouvent améliorées.
[0077] Dans la deuxième zone de l’antenne rayonnante, l’efficacité de rayonnement de cette deuxième zone plus petite que la première zone n’est pas essentielle. En effet, cete deuxième zone a pour fonction principale d’assurer un couplage électromagnétique avec l’antenne primaire de la partie électronique. Ce couplage électromagnétique passe principalement par un couplage inductif si l’antenne primaire est une bobine à spires. La performance de ce couplage nécessite tout d’abord la génération d’un champ magnétique par l’antenne rayonnante. Ce champ magnétique est en particulier piloté par l’inductance de l’antenne rayonnante. Pour maximiser l’inductance d’une bobine, il convient de réduire le rapport du pas d’hélice sur le diamètre d’enroulement de la bobine ou d’augmenter le nombre de boucles de la bobine. En réduisant le rapport du pas d’hélice sur le diamètre d’enroulement des boucles de la deuxième zone de l’antenne rayonnante, on maximise le couplage inductif en augmentant l’inductance de l’antenne. De plus, si ce rapport est diminué en ne modifiant que le pas d’hélice de l’antenne, on augmente aussi le nombre de spires constituant la deuxième zone de l’antenne, ce qui augmentera la surface de transfert d’énergie entre les deux antennes. Cette augmentation de la surface de transfert d’énergie est bien entendu favorable à la performance de communication du transpondeur radiofréquence.
[0078] La Fig 4 est une illustration d’un transpondeur radiofréquence 1 fonctionnant dans la gamme de fréquence entre 860 et 960 Mhz et destiné à être incorporé dans une enveloppe pneumatique Pour faciliter la performance de radiocommunication et l’intégrité physique du transpondeur radiofréquence 1 au sein de l’enveloppe pneumatique sans pour autant dégrader l’endurance de l’enveloppe pneumatique, il sera préférable de disposer l’axe de révolution de l’antenne rayonnante 10 , parallèle à l’axe U, de telle sorte qu’il s’appuie sur au moins deux fils de renfort de la nappe carcasse de l’enveloppe pneumatique. En particulier et optionnellement, l’axe de révolution de l’antenne rayonnante 10 sera perpendiculaire à la direction de renforcement défini par les fils de renforcement de l’armature de carcasse permettant de multiplier les points d’ancrage mécanique pour le transpondeur radiofréquence passif notamment si son incorporation est effectuée au cours de la fabrication de l’enveloppe pneumatique. De ce fait, le transpondeur radiofréquence passif 1 sera placé circonférenciellement par rapport à l’axe de révolution de référence de l’enveloppe pneumatique.
[0079] De plus le transpondeur radiofréquence sera placé axialement extérieurement par rapport à l’extrémité axialement intérieurement du bourrelet. C’est une zone stable mécaniquement ne subissant pas de fortes variations imprévues de déformations thermomécaniques. Enfin, le transpondeur radiofréquence passif 1 sera placé radialement entre l’extrémité radialement supérieure des spirales et l’extrémité axiale du bloc sommet de l’enveloppe pneumatique. Ce positionnement suivant la direction radiale facilite la communication du transpondeur radiofréquence passif incorporé dans une enveloppe pneumatique d’un véhicule terrestre avec un lecteur radiofréquence situé à l’extérieur du véhicule terrestre en interposant peu d’éléments conducteurs entre le lecteur radiofréquence et le transpondeur radiofréquence passif 1.
[0080] Le transpondeur radiofréquence 1 présente ici une antenne rayonnante 10 et une partie électronique située à l’intérieur de l’antenne rayonnante 10. La partie électronique comprend une puce électronique connectée à un circuit imprimé et une antenne primaire constituée d’un fil conducteur comprenant dix-sept spires rectangulaires connectées au circuit imprimé. La face du circuit imprimé opposée à l’antenne primaire comprend un circuit galvanique en forme de méandre constituant une ligne de 10 millimètres de long et de 1 millimètre de large. Enfin, le diamètre du cylindre circonscrit de l’antenne primaire est de 0,8 millimètres. [0081] La carte électronique ainsi constituée est noyée dans une masse 30 en résine époxy assurant la fiabilité mécanique des composants électroniques et l’isolation électrique de la carte électronique. Le cylindre circonscrit à la masse rigide 30 a un diamètre de 1,15 millimètres et une longueur de 6 millimètres.
[0082] La longueur L0 de l’antenne rayonnante 10 est ici de 45 millimètres et correspond à la demi-longueur d’onde des ondes radioélectriques à la fréquence de 915 MHz dans un milieu de permittivité diélectrique relatif environ égale à 5. L’antenne rayonnante 10 est réalisée à l’aide d’un fil d’acier 12 de diamètre 0,225 millimètre revêtu en surface d’une couche de laiton.
[0083] L’antenne rayonnante 10 se décompose en deux zones principales. La première zone 101 correspond à la section de l’antenne rayonnante ne se situant pas au droit de la partie électronique. Elle comprend deux sous zones 101a et 101b entourant de part et d’autre la masse 30 rigide et isolante.
[0084] Chaque sous zone 101a, 101b d’une longueur L1 de 19 millimètres comprend 12 spires circulaires d’un diamètre d’enroulement DI constant de 1,275 millimètres. Cela détermine des diamètres intérieur et extérieur de respectivement 1,05 et 1,5 millimètres. Le pas d’hélice PI des spires circulaires est de 1,55 millimètres. Ainsi, le rapport du pas d’hélice PI sur le diamètre d’enroulement DI des spires est de 1,21. Les extrémités axialement extérieures de chaque sous zone 101a et 101b se terminent par 2 spires jointives. De ce fait, un rapport élevé assure de maximiser l’efficacité des propriétés radioélectriques de l’antenne rayonnante 10 dans cette zone 101. De plus, le contact entre les spires situées le plus extérieurement à l’antenne rayonnante 10 empêche l’entrelacement des ressorts hélicoïdaux entre eux lors de la manipulation des transpondeurs radiofréquences. Comme la majorité des spires de la première zone 101 de l’antenne rayonnante 10 présente un rapport supérieur à 0,8, la performance radioélectrique du transpondeur radiofréquence 1 est nettement améliorée.
[0085] Sur la seconde zone 102 de l’antenne rayonnante 10 correspondant à la section de l’antenne rayonnante 10 se situant au droit de la partie électronique, l’antenne rayonnante présente une longueur de 7 millimètres. Le ressort hélicoïdal présente un pas d’hélice P2 constant de 1 millimètre et un diamètre d’enroulement D2 constant de 1,575 millimètres. Ainsi, le diamètre intérieur du ressort hélicoïdal de la deuxième zone de l’antenne rayonnante est de 1,35 millimètres. Cela permet d’avoir un rapport du pas d’hélice sur le diamètre d’enroulement constant de l’ordre de 0,63. Ce rapport permet de maximiser l’inductance de la deuxième zone 102 de l’antenne rayonnantelO par rapport à la première zone 101, ce qui permet une meilleure efficacité de couplage électromagnétique avec la partie électronique.
[0086] Dans ce cas particulier, le diamètre intérieur de l’antenne rayonnante 10, égal à 1,05, de la première zone 101 est inférieur au diamètre de la masse 30, représentant le cylindre circonscrit de la partie électronique, égal à 1,15 millimètres. De ce fait, les sous zones 101a et 101b de la première zone 101 de l’antenne rayonnante 10 représentent des butées mécaniques au mouvement axial de la masse 30 à l’intérieur de l’antenne rayonnante 10. La mise en place de la partie électronique sera réalisée par enfïlement de la masse 30 rigide et isolante dans l’antenne rayonnante 10.
[0087] De plus, le diamètre du cylindre circonscrit à l’antenne primaire est bien supérieur au tiers du diamètre intérieur du ressort hélicoïdal de la deuxième zone 102 de l’antenne rayonnante. Bien que le cylindre circonscrit à l’antenne primaire ne soit pas coaxial à l’axe de révolution U de l’antenne rayonnante 10, il lui est sensiblement parallèle. Et, la distance minimale entre la deuxième zone 102 de l’antenne rayonnante 10 et 1‘ antenne primaire est inférieure à 0,3 millimètres, bien inférieure au quart du diamètre intérieur de l’antenne rayonnante 10. Cette proximité des antennes est autorisée par le pas P2 resserré appliqué à la deuxième zone 102 de l’antenne rayonnante 10 permettant d’obtenir une tolérance plus petite des dimensions du ressort en particulier le diamètre d’enroulement D2. De plus cete proximité assure un couplage électromagnétique entre les deux antennes de meilleure qualité. Bien entendu, ce couplage électromagnétique aurait pu être amélioré en utilisant des spires de forme identique entre l’antenne primaire et l’antenne rayonnante, comme par exemple des spires circulaires. Ce couplage aurait été optimisé aussi en rendant coaxial les axes des deux antennes, ce qui revient à placer la carte électronique à l’intérieur de l’antenne primaire pour minimiser la dimension axiale de la partie électronique. Ainsi, la qualité de la surface de transfert d’énergie électromagnétique entre les deux antennes aurait été optimale. [0088] D’autres modes de réalisation spécifiques, notamment en cas de variation du diamètre d’enroulement du ressort hélicoïdal entre les première et deuxième zones de l’antenne rayonnante , en particulier dans le cas où le diamètre intérieur de la première zone de l’antenne rayonnante est plus petit que le diamètre du cylindre circonscrit à la partie électronique, peuvent être employés.
[0089] La Fig 5 présente un patch d’identification 2 comprenant un transpondeur radiofréquence passif 1 selon l’invention noyé dans une masse souple 3 en matériau élastomère isolant électriquement constituée par les plaques 3 a et 3b. Le transpondeur radiofréquence 1 est généralement placé au milieu du patch 2 afin de maximiser la plus petite distance entre la première zone 101 de l’antenne rayonnante 10 et la surface externe du patch d’identification 2.
[0090] Dans le cas où le rapport entre le pas d’hélice et le diamètre d’enroulement de la boucle de la première zone 101 de l’antenne rayonnante 10 est augmenté en réduisant le diamètre d’enroulement du fil d’acier, le volume occupé par le transpondeur radiofréquence 1 au sein de la masse 3 en matériau élastomère est diminué.
[0091] Cela permet, dans une première application, de réduire l’épaisseur de chacune des plaques 3a et 3b du patch d’identification 2 en gardant la même distance entre la surface externe du patch d’identification 2 et la première zone 101 de l’antenne rayonnante 10. Cette réduction de l’épaisseur du patch d’identification 2 facilitera son introduction au sein d’un objet à identifier tout en conservant le même potentiel d’isolation électrique. Dans une seconde application, cela permet d’augmenter la distance entre la première zone 101 de l’antenne rayonnante 10 et la surface externe du patch d’identification 2. Cette seconde application permet d’améliorer la performance radioélectrique et donc la performance de communication du transpondeur radiofréquence 1 placé dans le patch d’identification 2. En effet, l’isolation électrique du patch 2 est proportionnelle à la distance entre la première zone 101 de l’antenne rayonnante 10 et la surface externe du patch 2. Le fonctionnement radioélectrique du transpondeur radiofréquence 1 est amélioré, ou égal si cette distance a atteint son asymptote d’efficacité, par une meilleure isolation électrique du patch d’identification 2. [0092] La Fig 6 est un graphe de la puissance électrique transmise par des transpondeurs radiofréquences passifs, situés chacun à l’intérieur d’une enveloppe pneumatique de marque Michelin Pilot Sport 4S de dimension 235/30 ZR20 à un lecteur radiofréquence externe. Les transpondeurs radiofréquences passifs sont situés au niveau de la zone du bourrelet, radialement à l’extérieur de l’extrémité radialement supérieure de la spirale, à une distance de 40 millimètres radialement en appui sur la première couche de mélangé élastomère. La fréquence de communication des transpondeurs radiofréquence est centrée sur 915 MHz. Le protocole de mesure employé correspond à la norme ISO/IEC 18046-3 intitulé « Identification Electromagnetic Field Threshold and Frequency Peaks ». Les mesures ont été effectuées pour un balayage en fréquence large et non ponctuellement comme habituellement. L’axe des abscisses représente la fréquence du signal de communication. L’axe des ordonnées est la puissance électrique reçue par le lecteur radiofréquence exprimée en décibels relativement à la puissance électrique maximale transmise par un transpondeur radiofréquence actuel de l’état de l’art. La courbe en pointillés 1000 représente la réponse d’un transpondeur radiofréquence selon le document cité. La courbe en continu 2000 représente la réponse d’un transpondeur selon l’invention pour un même signal émis par le lecteur radiofréquence. On note un gain d’environ deux décibels en faveur du transpondeur radiofréquence selon l’invention sur la fréquence de communication du lecteur radiofréquence. Le gain reste de l’ordre d’au moins un décibel sur une bande de fréquences élargie autour de la fréquence de communication.
[0093] La direction circonférentielle du pneumatique, ou direction longitudinale, est la direction correspondant à la périphérie du pneumatique et définie par la direction de roulement de l’enveloppe pneumatique.
[0094] La direction transversale ou axiale du pneumatique est parallèle à l’axe de rotation ou axe de référence de l’enveloppe pneumatique.
[0095] La direction radiale est une direction coupant l’axe de référene de l’enveloppe pneumatique et perpendiculaire à celui-ci.
[0096] L’axe de rotation ou de référence de l’enveloppe pneumatique est l’axe autour duquel il tourne en utilisation normale. [0097] Un plan radial ou méridien est un plan qui contient l’axe de révolution de référence du pneumatique.
[0098] Le plan médian circonférentiel, ou plan équatorial, est un plan perpendiculaire à l’axe de référence de l’enveloppe pneumatique et qui le divise en deux moitiés.
[0099] La Fig 7 présente une coupe méridienne d’une enveloppe pneumatique 100 comportant un sommet 82 renforcé par une armature de sommet ou ceinture 86, deux flancs 83 et deux bourrelets 84. Le sommet 82 est délimité axialement par deux extrémités axiales 821 assurant la connexion avec chaque flanc 83 de l’enveloppe pneumatique 100. L’armature de sommet 86 s’étend axialement jusqu’ à une extrémité axiale 861 sur chacun de ses bords. L’armature de sommet 86 est surmontée radialement extérieurement d'une bande de roulement en matériau élastomère 89. Une armature de carcasse 87 ancrée dans les bourrelets 84 sépare l’enveloppe pneumatique en deux zones que l’on nommera zone intérieure en direction de la cavité fluide et zone extérieure vers l’extérieur de l’ensemble monté. Chacun de ces bourrelets 84 est renforcé avec une première spirale 85 située dans la zone intérieure de l’enveloppe pneumatique et, dans cet exemple, par une seconde spirale 88 située dans la zone extérieure de l’enveloppe pneumatique. Le bourrelet 84 présente une extrémité radialement et axialement intérieure 841. L’armature de carcasse 87 comprend des fils de renforcement faisant des allers-retours entre les extrémités de la carcasse, lesdites extrémités étant prises en sandwich entre les deux spirales 85 et 88 dans chaque bourrelet 84. L’armature de carcasse 87 est de manière connue en soi constituée par des fils textiles. L’armature de carcasse 87 s'étend d'un bourrelet 84 à l'autre de manière à former un angle compris entre 80° et 90° avec le plan circonférentiel médian EP. Une couche de gomme intérieure étanche 90 (en anglais « inner liner ») s’étend d’un bourrelet 84 à l’autre , située intérieurement relativement à l’armature de carcasse 87.
[00100] La Fig 8 représente une vue de détail de l’enveloppe pneumatique 100 au niveau du bourrelet 84 et du flanc 83. Cette figure illustre le positionnement du transpondeur radiofréquence passif 1 dans la zone extérieure de l’enveloppe pneumatique 100 par rapport à l’armature de carcasse 87.
[00101] Le bourrelet 84 est constitué par les spirales 85 et 88 situées respectivement dans la zone intérieure et extérieure de l’enveloppe pneumatique prenant en sandwich les extrémités de l’armature de carcasse 87, le tout étant enrobé dans une couche en mélange élastomère 97. Une première couche de mélange caoutchouteux 91 nommée protecteur talon est située radialement intérieurement aux spirales 85 et 88. Elle présente un bord libre radialement et axialement extérieur 912. Elle présente aussi deux bords libres 911 et 913 axialement intérieurement par rapport à l’armature de carcasse 87. Le bord libre le plus radialement intérieur 913 constitue ici l’extrémité intérieure du bourrelet 84. Une seconde couche de mélange élastomère 92 située radialement extérieurement à la première couche de mélange élastomère 91 définit la surface extérieure du flanc 83. Une troisième couche de mélange caoutchouteux 93 nommée « bourrage de renfort » est adjacente à la seconde couche de mélange élastomère 92. Elle possède deux bords libres. Le premier bord libre
932 est situé radialement intérieurement et prend appui sur la couche de méalnge élastomère 97. L’autre bord libre 931 est situé radialement extérieurement et se termine sur la face de l’armature de carcasse 87.
[00102] Sur la zone intérieure de l’enveloppe pneumatique 100 se trouve la gomme intérieure étanche 90 qui est axialement intérieure à l’armature de carcasse 87 dans cette configuration. Elle se termine par un bord libre 901 adjacent à la couche de mélange élastomère 97. Enfin une quatrième couche de mélangé élastomère 94 vient protéger l’armature de carcasse.
[00103] Le bourrelet 84 et le flanc 83 de cette enveloppe pneumatique 100 sont équipés de transpondeurs radiofréquences passifs, numérotés 1 avec éventuellement des indices, situés dans la zone extérieure de l’enveloppe pneumatique 100. Le premier transpondeur radiofréquence passif 1 étant optionellement encapsulé dans une gomme d’enrobage isolante électriquement est positionné sur la face extérieure de la troisième couche de mélange élastomère 93. Il est positionné à une distance de 10 millimètres du bord libre radialement extérieure de la spirale 88 qui constitue une singularité mécanique. Ce positionnement assure une zone de stabilité mécanique pour le transpondeur radiofréquence 1 qui est bénéfique à son endurance mécanique. De plus, son enfouissement au sein même de la structure de l’enveloppe pneumatique 100 lui assure une bonne protection aux agressions mécaniques en provenance de l’extérieur de l’enveloppe pneumatique 100. [00104] Le deuxième transpondeur radiofréquence Ibis étant optionnelement encapsulé dans une gomme d’enrobage isolante électriquement compatible avec le matériau de la deuxième couche de mélange élastomère 92 ou de composition similaire est positionné à l’intérieur de la deuxième couche de mélange élastomère 92. La similarité de matériau entre la deuxième couche de mélange élastomère 92 et la gomme d’enrobage assure une mise en place au sein du flanc 83 du transpondeur radiofréquence Ibis au cours du procédé de cuisson. Le transpondeur radiofréquence Ibis est simplement déposé au sein du matériau au cours de l’injection à cru de la deuxième couche de mélange élastomère 92 pendant la confection de l’enveloppe pneumatique 100. La mise sous pression de l’ébauche cru dans le moule de cuisson assure le positionnement du transpondeur radiofréquence Ibis à l’état cuit tel que représenté. Ce transpondeur radiofréquence Ibis est situé loin de tout bord libre d’un autre constituant de l’enveloppe pneumatique 100. En particulier il est éloigné du bord libre 931 de la troisième couche de mélange élasomre 93, du bord libre radialement extérieure de la spirale 88 et des bords libres 912 du protecteur talon 91. Son positionnement assure une performance de communication accrue avec un lecteur radiofréquence externe par son éloignement des composants métalliques de l’ensemble monté. Les sollicitations cycliques lors du roulage ne seront pas gênantes en raison du découplage mécanique entre l’antenne rayonnante et la partie électronique du transpondeur radiofréquence passif Ibis. Nécessairement ces deux transpondeurs sont situés axialement extérieurement à l’extrémité 913 de la première couche de mélange caoutchouteux 91 et donc de l’extrémité intérieure du bourrelet 84. Ils sont positionnés radialement entre l’extrémité radialement extérieure de la spirale 88 par rapport à l’axe de référence de l’enveloppe pneumatique 100 et les extrémités axiales 861 de l’armature de sommet 86.
[00105] La Fig 9 représente une coupe méridienne de détail d’une enveloppe pneumatique 100 au niveau du bourrelet 84 et du flanc 83. Cette Fig 9 illustre le positionnement du transpondeur radiofréquence passif dans la zone intérieure de l’enveloppe pneumatique 100 par rapport à la partie principale de l’armature de carcasse 87.
[00106] F’ enveloppe pneumatique 100 comprend en particulier au niveau de la zone intérieure, une gomme intérieure étanche 90 et une couche de mélange élastomère 94 intercalée entre l’armature de carcasse 87 et la gomme intérieure étanche 90. Cette couche de mélange élastomère 94 présente un bord libre 941 radialement intérieur localisée sous la sirale 85. Cette couche de mélange élastomère 94 s’étendant d’un bourrelet 84 à l’autre bourrelet 84 de l’enveloppe pneumatique 100.
[00107] La localisation du transpondeur radiofréquence Ibis au niveau des premiers fils formant l’armature de carcasse 87 permet une stabilisation mécanique du transpondeur radiofréquence 1. Celui-ci est radialement extérieur au bord libre 913 du protecteur talon 91 à plus de 40 millimètres, ce qui permet de le positionner radialement à l’extérieur du crochet de jante lorsque l’enveloppe pneumatique est en service monté sur une roue. En revanche, afin d’assurer une performance de radiocommunication convenable, il est préférable d’employer une gomme d’enrobage pour le transpondeur radiofréquence Ibis qui soit isolante électriquement. D’un point de vue performance radio fréquence, ce positionnement permet une meilleure performance radiocommunication en étant placé radialement plus à l’extérieur dans l’enveloppe pneumatique 100. Son orientation est quelconque pourvu qu’elle repose sur au moins deux premiers fils de l’armature de carcasse 87. Cela assure un positionnement axial du transpondeur radiofréquence Ibis par rapport à l’épaisseur de l’enveloppe pneumatique 100 permettant d’accorder de façon robuste la résonance de l’antenne rayonnante du transpondeur radiofréquence passif Ibis lorsque celui-ci est intégré dans l’enveloppe pneumatique 100.
[00108] La seconde localisation du transpondeur radiofréquence 1 selon l’invention est idéale pour le transpondeur radiofréquence passif 1 qui est protégé de toute agression mécanique externe et de toute agression thermomécanique interne. Toutefois, il est conseillé de l’enrober dans une gomme isolante électriquement et de positionner le premier axe longitudinal de l’antenne rayonnante de sorte que le transpondeur radiofréquence 1 repose sur au moins deux premiers fils de l’armature de carcasse 87. Ici, dans cet exemple, le premier axe longitudinal est placé circonférentiellement. Il est préférable de positionner le transpondeur radiofréquence passif 1 à l’intérieur d’une couche de mélange élastomère de l’enveloppe pneumatique 100. Cela rend infalsifiable l’information contenue dans la puce électronique du transpondeur radiofréquence passif lorsque celle-ci est bloquée en écriture après la première écriture sur la mémoire associée à la puce électronique. De plus, l’homogénéité entourant le transpondeur radiofréquence 1 assure à l’enveloppe pneumatique 100 et au transpondeur radiofréquence passif 1 une meilleure intégrité physique. [00109] La Fig 10 présente une vue en coupe méridienne d’une enveloppe pneumatique 100 correspondant à l’implantation du transpondeur radiofréquence 1 au niveau du flanc 83 de l’enveloppe pneumatique 100. Dans cet exemple l’implantation du transpondeur radiofréquence 1 est réalisée sensiblement au milieu de la hauteur du flanc 83 de l’enveloppe pneumatique 100 matérialisé par la ligne pointillée. C’est une zone idéale en termes de radiocommunication puisque l’on est tout d’abord éloigné des fortes zones métalliques du pneumatique en garantissant un espace libre sur l’extérieur du pneumatique. De plus, les gommes environnantes sont des gommes souples, peu chargées généralement, ce qui est propice au bon fonctionnement radiofréquence du transpondeur radiofréquence 1. Concernant l’intégrité physique du transpondeur radiofréquence passif 1, bien que cette zone géométrique soit fortement sollicitée cycliquement lors du passage dans l’aire de contact en particulier, le découplage mécanique de l’antenne dipôle rayonnante avec la partie électronique autorise une durée de vie satisfaisante du transpondeur radiofréquence passif 1. Concernant l’intégrité physique de l’enveloppe pneumatique 100, il convient de placer le transpondeur radiofréquence 100 suffisamment loin des bords libres qui sont ici localisés dans la zone extérieure de l’enveloppe pneumatique 100. En prenant appui sur l’armature de carcasse 87, il convient, après l’avoir, au besoin, encapsulé dans une masse d’enrobage isolante électriquement, de placer le premier axe longitudinal du transpondeur radiofréquence passif 1 de telle sorte que sa projection sur l’armature de caracasse 87 intercepte au moins deux premiers fils de l’armature de carcasse 87 . Idéalement, le premier axe longitudinal de l’antenne dipôle rayonnante est perpendiculaire aux fils de l’armature de carcasse 87, ce qui revient à le placer circonférentiellement dans le cas d’une enveloppe pneumatique 1 à structure radiale. Bien que cette zone soit fortement sollicitée en condition d’usage, le découplage mécanique entre la partie électronique et l’antenne dipôle rayonnante permet une tenue mécanique du transpondeur radiofréquence passif 1 satisfaisante. Idéalement, le transpondeur radiofréquence passif 1 n’est pas en contact avecles premiers fils de l’armature de carcasse 87 pour limiter les sollicitations mécaniques subies par le transpondeur radiofréquence passif 1.
[00110] La seconde position au niveau du flanc 83 revient à positionner le transpondeur radiofréquence Ibis à l’intérieur de la couche de mélange caoutchouteux définissant le flanc 83 et radialement à proximité de l’éxtrémité axiale 821 du bloc sommet 82. L’avantage de cette position est l’homogénéité du matériau autour de transpondeur radiofréqunce passif Ibis qui améliore la performance de radiocommunication de l’antenne rayonnante. Afin de satisfaire aux contraintes liées à l’intégrité de l’enveloppe pneumatique 100, il convient d’éloigner le transpondeur radiofréquence Ibis de tout bord libre 861 de l’armature de sommet 86 ou des extrémités de masse de gomme situées dans la zone extérieure de l’enveloppe pneumatique 100. En particulier on prendra soin d’éloigner d’au moins 5 millimètres le transpondeur radiofréquence Ibis du bord libre 861 de l’armature de sommet 86 et de l’extrémité 821 du bloc sommet 82. Bien entendu l’intégrité physique du transpondeur radiofréquence Ibis sera d’autant plus assurée que le position radiale de ce dernier sera éloignée de l’équateur correspondant aux extrémités axiales du pneumatique qui sont des zones fréquemment soumises à des chocs par des équipement routiers comme les bordures de trottoir. D’autres positions, non illustrées dans les dessins, sont possibles notamment sur la zone intérieure de l’enveloppe pneumatique 100 par rapport à l’armature de carcasse 87. La zone intérieure de l’enveloppe pneumatique constitue une zone de protection naturelle pour le transpondeur radiofréquence passif bénéfique à son intégrité physique au détriment d’une performance de radiocommunication légèrement diminuée. Cette zone intérieure a aussi l’avantage de limiter le nombre de bords libres de constituants de l’enveloppe pneumatique qui sont potentiellement des points faibles vis-à-vis de l’endurance mécanique de l’enveloppe pneumatique équipée du transpondeur radiofréquence passif.
[00111] Bien entendu, l’orientation de l’antenne dipôle rayonnante du transpondeur radiofréquence passif 1 et Ibis par rapport à la direction définie par les premiers fils de l’armature de caracasse est quelconque tant que la projection de l’antenne dipôle rayonnante intercepte au moins deux premiers fils de l’armature de carcasse. Par conséquent, lorsque l’on parle de distance entre l’extrémité d’une couche et le transpondeur radiofréquence passif, on évoque la distance pour chaque point matériel du transpondeur radiofréquence passif dans chaque plan méridien de 1‘ enveloppe pneumatique par rapport à l’extrémité de la couche dans le même plan méridien . On entend par transpondeur radiofréquence passif le fait que celui-ci est équipé d’une masse d’enrobage potentiellement. Cependant, il est plus pratique de positionner directement le transpondeur radiofréquence passif de sorte que le premier axe longitudinal soit sensiblement perpendiculaire à la direction des premiers fils de l’armature de carcasse.

Claims

RE VENDIC ATION S
1. Enveloppe pneumatique (100) de forme toroïdale autour d’un axe de référence équipée d’un transpondeur radiofréquence passif (1, Ibis) et comportant :
Un bloc sommet (82) comportant une armature de sommet (86) présentant une extrémité axiale (861) à chacun de ses bords et une bande de roulement (89), réuni à chacune de ses extrémités axiales (821) à un bourrelet (84) présentant une extrémité intérieure (841), située axialement et radialement intérieurement au bourrelet (84) par rapport à l’axe de référence, par l’intermédiaire d’un flanc (83),
Des premiers fils formant des allers et retours disposés de façon adjacente, alignés circonférentiellement, ancrés dans les dits bourrelets (84) avec, au niveau de chaque bourrelet (84) , des boucles reliant chaque fois un aller et un retour, les dits premiers fils formant au moins un alignement circonfémetiel définissant une armature de carcasse (87) séparant l’enveloppe pneumatique en deux zones intéreure et extériure par rapport à l’armature de carcasse (87),
Dans chaque bourrelet (84), des moyens d’ancrage des dits premiers fils comprenant des seconds fils orientés circonférentiellement bordant axialement les premiers fils et formant au moins une spirale (85, 88),
Une première couche de mélange élastomère (91) formant la surface extérieure de l’enveloppe pneumatique (100) dans la zone du bourrelet (84), ladite première couche de mélange élastomère (91) étant destinée à venir en contact avec la jante,
Une deuxième couche de mélange élastomère (92) située radialement extérieurement au contact de la première couche de mélange élastomère (91) formant la surface extérieure dudit flanc (83),
Le transpondeur radiofréquence passif (1, Ibis) comprenant une partie électronique (20) et une antenne dipôle rayonnante (10) constituée d’un ressort hélicoïdal monobrin définissant un pas d’hélice P, un diamètre d’enroulement D, un plan médian (19) et un diamètre de fil définissant des diamètres intérieur (13) et extérieur (15) de l’antenne rayonnante (10), dont la longueur (LO) est adaptée pour communiquer sur une bande de fréquence avec un lecteur radiofréquence externe définissant un premier axe longitudinal (11) ,une zone centrale et deux zones latérales suivant le premier axe longitudinal (11),
La partie électronique (20) comprenant une puce électronique et une antenne primaire de type bobine comprenant au moins un tour, et définissant ainsi un second axe longitudinal et un plan médian (21) perpendiculaire au second axe longitudinal, ladite antenne primaire étant connectée électriquement à la puce électronique et couplée électro-magnétiquement à l’antenne dipôle rayonnante (10), ladite antenne primaire étant circonscrite dans un cylindre dont l’axe de révolution est parallèle au second axe longitudinal et dont le diamètre est supérieur ou égal au tiers du diamètre intérieur (13) de l’antenne rayonnante (10) située au droit de l’antenne primaire,
Le dit transpondeur radiofréquence passif (1, Ibis, lier) est agencé de sorte que les premier (11) et second axes longitudinaux soient parallèles et que le plan médian de l’antenne primaire (21) soit placé dans la zone centrale du ressort hélicoïdal (10), caractérisée en ce que l’antenne dipôle rayonnante (10) comprenant une deuxième zone (102) où l’antenne dipôle rayonnante (10) est située au droit de la partie électronique (20) et une première zone (101, 101a, 101b) où l’antenne dipôle rayonnante (10) n’est pas située au droit de la partie électronique (20), le rapport entre le pas d’hélice (PI) et le diamètre d’enroulement (Dl) pour au moins une boucle du ressort hélicoïdal de la première zone (101, 101a, 101b) est supérieur à 0,8, en ce que le rapport entre le pas d’hélice (PI) et le diamètre d’enroulement (Dl) de chaque boucle du ressort hélicoïdal dans la première zone (101, 101a, 101b) de l’antenne dipôle rayonnante (10) est inférieur à 3, en ce que l’antenne dipôle rayonnante (10) est située au droit d’au moins deux premiers fils de l’armature de carcasse (87) et en ce que le transpondeur radiofréquence passif (1, Ibis) se situe axialement extérieurement par rapport à l’extrémité intérieure (841) du bourrelet (84) et radialement entre l’extrémité la plus radialement extérieure (851) de la au moins une spirale (85) et l’extrémité axiale (861) de l’armature de sommet (86).
2. Enveloppe pneumatique (100) selon la revendication 1 dans lequel, l’enveloppe pneumatique (100) comprend au moins une troisième couche de mélange élastomère (93) située axialement extérieurement à l’armature de carcasse (87) et axialement intérieurement à la première (91) et/ou deuxième (92) couche de mélange élastomère.
3. Enveloppe pneumatique (100) selon l’une des revendications 1 à 2 dans lequel, l’enveloppe pneumatique (100) comprenant au moins une couche étanche en mélange élastomère (90) située axialement le plus intérieurement à l’enveloppe pneumatique (100), l’enveloppe pneumatique (100) comprend au moins une quatrième couche de mélange élastomère (94) axialement intérieurement à l’armature de carcasse (87).
4. Enveloppe pneumatique (100) selon l’une des revendications 1 à 3 dans lequel, l’enveloppe pneumatique (100) comprend au moins des troisièmes fils de renfort disposés de façon adjacente afin de constiuer une armature de renfort (89).
5. Enveloppe pneumatique (100) selon l’une des revendications 1 à 4 dans lequel le transpondeur radiofréquence passif (1, Ibis) est en partie enrobé dans une masse de mélange élastomère isolante électriquement (3a, 3b).
6. Enveloppe pneumatique (100) selon la revendication 5, dans lequel le module d’élasticité en extension de la masse d’enrobage (3a, 3b) est inférieur au module d’élasticité en extension d’au moins un mélange élastomère adjacent à ladite masse d’enrobage (3a, 3b).
7. Enveloppe pneumatique (100) selon l’une des revendications 5 à 6, dans lequel la constante diélectrique relative de la masse d’enrobage (3a, 3b) est inférieure à 10.
8. Enveloppe pneumatique (100) selon l’une des revendications 1 à 7 dans lequel, le transpondeur radiofréquence passif (1, Ibis) est situé en contact avec une couche de mélange élastomère (90, 91, 92, 93, 94) de ladite enveloppe pneumatique (100).
9. Enveloppe pneumatique (100) selon la revendication 8 dans lequel, le transpondeur radiofréquence passif (1, Ibis) est situé à une distance d’au moins 5 millimètres , préférentiellement 10 millimétrés des extrémités (851, 861) d’une armature de renfort (85, 86, 88, 89) de l’enveloppe pneumatique.
10. Enveloppe pneumatique (100) selon l’une des revendications 1 à 9, dans lequel l’orientation les premiers fils définissant une direction de renforcement, le premier axe longitudianal (11) de l’antenne dipôle rayonnante (10) est perpendiculaire à la direction de renforcement.
11. Enveloppe pneumatique (100) selon l’une des revendications précédentes dans lequel le rapport entre le pas d’hélice (P2) et le diamètre d’enroulement (D2) pour chaque boucle de la deuxième zone (102) est inférieur ou égal à 0,8.
12. Enveloppe pneumatique (100) selon l’une des revendications précédentes dans lequel le premier pas (PI) de l’antenne dipôle rayonnante (10) correspondant au pas d’hélice de l’antenne dipôle rayonnante (10) dans la première zone (101,101a, 101b) est supérieur au deuxième pas (P2) de l’antenne dipôle rayonnante (10) correspondant au pas d’hélice de l’antenne dipôle rayonnante (10) dans la deuxième zone (102)
13. Enveloppe pneumatique (100) selon l’une des revendications précédentes dans lequel, la partie électronique (20) étant placée à l’intérieur de l’antenne dipôle rayonnante (10), le premier diamètre intérieur DI’ de l’antenne dipôle rayonnante (10) dans la première zone (101, 101a, 101b) est inférieur au deuxième diamètre intérieur D2’ de l’antenne dipôle rayonnante (10) dans une deuxième zone (102) et la partie électronique (20) est circonscrite dans un cylindre dont l’axe de révolution est parallèle au premier axe longitudinal (11) et dont le diamètre est supérieur ou égal au premier diamètre intérieur DI’ de l’antenne dipôle rayonnante (10).
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