FR2936185A1 - Pneumatique muni d'un organe a antenne deportee - Google Patents

Abstract

L'invention concerne un pneumatique (10) de véhicule automobile, comprenant un flanc (F) et un organe (30) comportant un dispositif électronique (32), une antenne filaire (34) de forme générale sensiblement linéaire rectiligne et des moyens (40) de liaison électrique entre ladite antenne filaire (34) et le dispositif électronique (32), l'organe (30) étant noyé dans le flanc (F) dans un agencement tel que l'antenne (34) est orientée circonférentiellement au pneumatique et que les moyens (40) de liaison sont orientés selon une direction radiale dudit pneumatique, ladite antenne filaire (34) étant intégralement déportée radialement d'un côté du dispositif (32).

Description

-1- L'invention concerne le domaine des pneumatiques automobiles, notamment les pneumatiques intégrant un organe électronique pour le contrôle ou la mesure de certains paramètres. Dans la suite de la description, la forme générale du pneumatique est assimilée à un tore. On définit alors relativement à ce tore des directions axiale, radiale et circonférentielle au pneumatique. Le document WO 2004/011285 divulgue un organe comprenant un dispositif électronique tel qu'une puce RFID (de l'anglais Radio Frequency Identification) à laquelle est reliée une antenne linéaire comprenant deux branches reliées de part et d'autre de la puce. L'organe électrique divulgué dans ce document est porté par un flanc du pneumatique dans une configuration telle que l'antenne filaire est orientée selon une direction circonférentielle du pneumatique. Au cours du roulage du pneumatique sur un sol, et notamment lors du passage de sa bande de roulement dans l'aire de contact, les flancs du pneumatique se déforment, ce qui génère des contraintes circonférentielles de type extension-compression. Pour résister à ces différentes contraintes, l'antenne filaire comporte des ondulations ou spires qui lui permettent de s'étendre ou de se comprimer dans la direction circonférentielle. On constate cependant qu'en dépit des ondulations ou spires des antennes filaires celles-ci peuvent se rompre à proximité de leur liaison avec le dispositif électronique ou puce au-delà d'un certain kilométrage. Ce kilométrage auûdelà duquel il existe des risques de rupture prématurée de l'antenne est couramment atteint par des pneumatiques de poids lourd dont la durée de vie est très supérieure à celle d'un pneumatique de voiture.

L'invention a notamment pour but de pallier cet inconvénient et de proposer un pneumatique muni d'un organe électronique plus résistant. A cet effet, l'invention a pour objet un pneumatique de véhicule automobile, comprenant un flanc et un organe comportant un dispositif électronique, une antenne filaire de forme générale sensiblement linéaire rectiligne et des moyens de liaison électrique entre ladite antenne filaire et le dispositif électronique, l'organe étant noyé dans le flanc dans un agencement tel que l'antenne est orientée circonférentiellement au pneumatique et que les moyens de liaison sont orientés selon une direction radiale dudit pneumatique, ladite antenne filaire étant intégralement déportée radialement d'un côté du dispositif.

Dans un pneumatique en roulage, les déformations radiales du flanc sont généralement très faibles grâce aux renforts de la nappe carcasse, renforts sensiblement 2936185 -2- inextensibles. Le passage de la bande de roulement dans l'aire de contact provoque en effet majoritairement des déformations circonférentielles. Toutefois, la présence de la puce, inextensible, noyée à l'intérieur du flanc est à l'origine de perturbations des champs de sollicitation présents dans le flanc. L'énergie mécanique non dissipée dans le volume 5 rigide de la puce fait apparaître des efforts plus intenses localisés à l'interface entre les parties rigides et souples. L'organe électronique de l'état de la technique comprend des branches d'antennes s'étendant circonférentiellement par rapport à la puce. Ces branches présentent des ondulations spécialement adaptées pour résister aux déformations circonférentielles de la gomme du pneumatique. Toutefois, ces antennes ne sont pas 10 adaptées pour résister aux sollicitations supplémentaires créées par la présence de la puce électronique et ses effets perturbateurs induits. Par conséquent, il est fréquent de voir apparaître une fatigue de l'antenne au niveau de sa jonction avec la puce, cette fatigue pouvant entraîner une rupture de la liaison après un important kilométrage. Grâce à l'invention, l'antenne est intégralement déportée radialement d'un côté du 15 dispositif à une distance telle que la zone du flanc dans laquelle l'antenne est disposée n'est pas perturbée par la présence de la puce électronique. Par conséquent, l'antenne se situe dans une zone dans laquelle les efforts sont essentiellement circonférentiels et homogènes. Or, comme nous l'avons vu précédemment, on sait concevoir des antennes qui résistent aux efforts circonférentiels. L'orientation radiale des moyens de liaison 20 électrique entre l'antenne filaire et le dispositif électronique leur permet de mieux supporter les sollicitations subies à proximité du dispositif électronique parce que le champ de sollicitations est principalement circonférentiel. Ainsi, grâce au déport de l'antenne par rapport à la puce, les contraintes exercées sur l'antenne sont plus homogènes et la durée de vie de l'organe s'en trouve allongée.

25 En outre, grâce à l'éloignement de l'antenne par rapport au dispositif électronique, il est possible, à la fois de positionner le dispositif électronique en un endroit du flanc favorable à sa protection au cours du roulage, par exemple un endroit dans lequel les déformations subies par le flanc sont réduites, et de positionner l'antenne à un endroit où les perturbations électromagnétiques sont réduites, par exemple à un endroit où la nappe 30 carcasse du pneumatique est relativement fine et comprend peu de particules de carbone électriquement conductrices. Par conséquent, alors que dans l'état de la technique il était nécessaire de trouver un compromis lors du positionnement de l'organe pour que le dispositif soit protégé et que l'antenne rayonne correctement, cela n'est plus nécessaire grâce à l'invention.

35 Un pneumatique selon l'invention peut en outre comprendre l'une ou plusieurs des caractéristiques suivantes. 2936185 -3- - L'antenne est hélicoïdale. - Les moyens de liaison comprennent au moins un conducteur hélicoïdal formant inductance. En utilisant comme moyen de liaison un fil conducteur enroulé sur lui-même, par exemple sous la forme d'une bobine, on peut constituer une inductance dont 5 l'impédance peut être prédéterminée. - Les moyens de liaison électrique sont raccordés au dispositif électronique en une zone centrale du dispositif, relativement à son extension circonférentielle. Les perturbations du champ de sollicitation dues à la présence du dispositif rigide dans le pneumatique sont plus élevées aux extrémités du dispositif selon une direction 10 circonférentielle qu'au centre du dispositif. Il est par conséquent avantageux de raccorder les moyens de liaison électrique en une zone centrale du dispositif. Dans le cas où le dispositif présente une forme symétrique par rapport à un plan axial, les moyens de liaison électrique appartiennent à ce plan de symétrie. - Le conducteur hélicoïdal est conformé de sorte que son impédance est égale à 15 une valeur prédéterminée en fonction de l'antenne et du dispositif. Il est généralement préférable que l'antenne utilisée dans l'organe électrique soit accordée par rapport aux fréquences d'émission du dispositif électronique. Toutefois, lorsque l'on noie l'organe électronique dans le pneumatique, la présence de gomme et de particules conductrices dans cette gomme, tend à provoquer des perturbations de l'émission de l'antenne et ainsi 20 à la désaccorder. Grâce au conducteur hélicoïdal de l'invention, il est possible de compenser ces perturbations pour conserver un accordage précis de l'antenne par rapport à ces fréquences d'émission. - Le flanc comprenant un bourrelet en partie radialement interne, le dispositif est noyé dans le flanc au voisinage du bourrelet et l'antenne est déportée selon une direction 25 radialement externe au pneumatique. Le dispositif électronique et ses connexions avec les moyens de liaison électrique à l'antenne sont relativement fragiles. Il est donc recommandé de les positionner en une zone du flanc où il y a peu de sollicitations mécaniques. La zone radialement interne du flanc, à proximité du bourrelet, également appelé talon du pneumatique, subit peu de déformations car elle est renforcée par la 30 nappe carcasse et par la tringle circonférentielle noyée dans le bourrelet. Il est donc avantageux de placer le dispositif dans cette zone. En revanche, du fait de la proximité de la tringle et de la nappe carcasse, il est déconseillé de positionner l'antenne en cette zone car ces différents éléments métalliques perturbent les ondes transmises. Alors, grâce à l'invention et au déport radial de l'antenne par rapport au dispositif, il est possible de 35 positionner le dispositif au voisinage du bourrelet et de déporter l'antenne selon une direction radialement externe au pneumatique jusqu'à la positionner en un endroit du flanc 2936185 -4- où des conditions électromagnétiques sont plus favorables, par exemple en un endroit du flanc dont l'épaisseur de gomme est réduite. - Le pneumatique comprenant au moins une tringle annulaire de révolution autour d'un axe de référence et une nappe carcasse de forme générale toroïdale coaxiale à la 5 tringle, comprenant une partie repliée autour de la tringle, l'organe est dans un plan s'étendant radialement, en s'éloignant de l'axe de référence, depuis un bord libre de la partie repliée de la nappe carcasse jusqu'à une ligne circonférentielle de jonction entre le plan et la nappe carcasse. Cet emplacement est particulièrement intéressant pour positionner le dispositif électronique car il ne subit que très peu de déformations du fait de 10 la proximité avec la nappe carcasse et sa partie repliée autour de la tringle. - Le dispositif est à une distance du bord libre de la partie repliée comprise entre 2 et 3 mm. - L'organe est localisé à l'interface entre deux masses de gomme de pneumatique. - Le flanc comprenant une épaule en partie radialement externe, le dispositif est 15 noyé dans le flanc au voisinage de l'épaule et l'antenne est déportée selon une direction radialement interne au pneumatique. L'épaule est localisée à la jonction entre le flanc et la bande de roulement du pneumatique. Il s'agit d'une zone de grande épaisseur dont les déformations sont faibles. Par conséquent, en positionnant la puce à proximité de l'épaule, on est assuré qu'elle ne subira que peu de contraintes, ce qui augmente sa 20 durée de vie. Par ailleurs, en décalant axialement l'antenne vers la partie radialement interne du flanc, on peut disposer l'antenne dans un endroit du flanc relativement peu épais, c'est-à-dire en un endroit en lequel la gomme et la nappe carcasse ne produisent que peu de perturbations électromagnétiques. - Le dispositif est de type RFID. 25 - Le déport radial de l'antenne par rapport au dispositif est compris entre 2 et 5 fois la longueur du dispositif dans la direction circonférentielle au pneumatique. Des mesures ont montré que la zone du flanc perturbée par la présence du dispositif s'étend à une distance radiale du dispositif, sensiblement proportionnelle à la longueur circonférentielle du dispositif. 30 - Le pneumatique comprenant une nappe carcasse, l'antenne est située à au moins 2 mm de la nappe carcasse. En effet, si l'antenne est trop proche de la nappe carcasse, elle subit de fortes perturbations dues à la présence d'éléments métalliques. L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description qui va suivre, donnée uniquement à titre d'exemple et faite en se référant aux dessins annexés dans lesquels : 35 - la figure 1 est une vue partielle en perspective d'un pneumatique selon l'invention comprenant un organe électronique noyé dans son flanc, 2936185 -5- - les figures 2 à 6 sont des schémas de plusieurs variantes de l'organe électronique noyé dans le flanc du pneumatique de la figure 1, - la figure 7 est un schéma selon une coupe axiale du pneumatique de la figure 1 illustrant deux positionnements possibles de l'organe électronique, 5 - la figure 8 est une vue selon une coupe axiale du talon du pneumatique de la figure 1 illustrant deux autres positionnements possibles de l'organe dans le flanc du pneumatique. Sur les figures, on a représenté des axes X, Y et Z orthogonaux entre eux correspondant aux orientations habituelles radiale (Z), axiale (Y) et circonférentielle (X) 10 d'un pneumatique. On a représenté sur les figures 1, 7 et 8 un pneumatique selon l'invention désigné par la référence générale 10. En l'espèce, le pneumatique 10 est destiné à être monté sur une roue de véhicule automobile de type poids lourd. De façon classique, le pneumatique 10 comprend un sommet S prolongé par deux 15 flancs F (dont un seul est représenté sur les figures). La partie radialement interne du flanc F comprend un bourrelet B et la partie radialement externe du flanc F comprend une épaule E située à la frontière entre le flanc F et le sommet S. Une tringle 12 est noyée dans le bourrelet B. La tringle 12 est de révolution autour d'un axe de référence. Cet axe de référence, 20 sensiblement parallèle à la direction Y, est sensiblement confondu avec un axe de révolution du pneumatique. Le sommet S comprend une bande de roulement 14 munie de sculptures 16, ainsi qu'une armature 18 comprenant une pluralité de nappes métalliques noyées dans des masses de gomme.

25 Le pneumatique 10 comprend également une nappe de gomme intérieure étanche 20 ainsi qu'une nappe carcasse 22. Ces nappes 20 et 22 sont de forme générale toroïdale et sont toutes deux coaxiales à la tringle 12. Les nappes 20 et 22 s'étendent entre les deux tringles annulaires 12 du pneumatique en passant par le sommet S. Dans le bourrelet B du pneumatique 10, la nappe carcasse 22 comprend une partie 30 repliée 24 autour de la tringle 12. Le pneumatique 10 comprend en outre un organe 30, noyé dans l'un de ses flancs F, dont cinq variantes de réalisation sont représentées sur les figures 2 à 6. L'organe 30 comprend un dispositif électronique 32, par exemple une puce électronique. Ce dispositif électronique est de forme générale parallélépipédique dont la 35 longueur est de l'ordre de 4 à 10 mm et la largeur de 2 à 5 mm. 2936185 -6- L'organe 30 comprend également une antenne filaire 34 de forme générale sensiblement linéaire rectiligne, l'antenne 34 étant reliée au dispositif 32. Sur la variante de la figure 2, l'antenne 34 est réalisée d'un seul tenant, tandis que sur les variantes des figures 3 à 6, l'antenne 34 comprend deux branches distinctes 36 et 38, chacune reliée au 5 dispositif 32, et agencées de sorte que leurs directions principales sont sensiblement confondues. Ainsi, l'antenne 34 des variantes des figures 3 à 6 est réalisée par l'assemblage de deux sous-antennes de type dipôle. Comme représenté sur les figures 2 à 6, l'antenne 34 s'étend selon une direction sensiblement parallèle à la direction principale du dispositif 32.

10 L'organe 30 comprend en outre des moyens 40 de liaison électrique de l'antenne 34 au dispositif 32. Ces moyens 40 comprennent un conducteur électrique filaire s'étendant selon une direction sensiblement orthogonale à la direction principale du dispositif 32 et par conséquent sensiblement orthogonale à la direction de l'antenne 34. Sur les variantes des figures 2 et 3, ces moyens 40 de liaison comprennent deux 15 conducteurs linéaires distincts de l'antenne 34, reliés à l'antenne 34 par des points de soudure 42 et au dispositif 32 par des points de soudure 44 situés aux extrémités du dispositif 32. Sur la variante de la figure 4, les moyens 40 de liaison électrique sont constitués par une partie des extrémités des branches 36 et 38 de l'antenne 34, qui ont été repliées 20 orthogonalement à la direction principale de l'antenne de manière à rejoindre le dispositif 32. Sur la variante des figures 5 et 6, les moyens 40 de liaison sont reliés au dispositif 32 par des points de soudure 44 situés dans une zone centrale du dispositif 32, sur deux faces opposées du dispositif 32.

25 Sur la variante de la figure 6, la proximité des moyens de liaison 40 des deux branches distinctes 36 et 38 permet de les imbriquer l'une dans l'autre. Enfin, dans les cinq variantes qui sont représentées sur les figures 2 à 6, l'antenne 34 est hélicoïdale, c'est-à-dire qu'elle est enroulée sur elle-même autour de sa direction principale. Grâce à cet enroulement, l'antenne est apte à être étirée ou comprimée selon 30 sa direction principale. Dans les cinq variantes, on notera que l'antenne 34 est située d'un seul côté du dispositif 32, même dans le cas où l'antenne comprend deux branches distinctes. La longueur du dispositif 32 selon sa direction principale est désignée par la lettre I. La distance entre le dispositif 32 et l'antenne 34 est désignée par la lettre d. La distance d 35 est comprise entre deux et cinq fois la longueur I. 2936185 -7- Comme représenté sur la figure 1, l'organe 30 est disposé dans le flanc F du pneumatique 10 dans un agencement tel que l'antenne 34 est orientée circonférentiellement au pneumatique, c'est-à-dire selon la direction X, et qu'elle est intégralement déportée radialement d'un côté du dispositif 32.

5 II est recommandé d'orienter l'antenne dans le flanc de manière circonférentielle. En effet, lorsque l'antenne est orientée radialement, elle est sensiblement parallèle aux fils métalliques de la nappe carcasse 22. Dans ce cas, les fils de la nappe carcasse 22 se comportent comme des antennes et absorbent une partie de rayonnement émis par l'antenne. En positionnant l'antenne circonférentiellement, on limite les interférences avec 10 la nappe carcasse, ce qui améliore la transmission électromagnétique. Différentes localisations de l'organe 30 dans le flanc F du pneumatique peuvent être envisagées. Quatre exemples de positionnement sont représentés sur les figures 7 et 8. Selon une première localisation L, représentée sur la figure 7, le dispositif 32 est noyé dans la gomme d'étanchéité intérieure 20 du flanc du pneumatique au voisinage de 15 l'épaule E et l'antenne est déportée selon une direction radialement interne au pneumatique 10. Comme on peut le constater, dans cette configuration L,, le dispositif 32 se trouve au niveau de l'épaule E du pneumatique, c'est-à-dire en un emplacement où l'épaisseur de gomme est relativement importante et où les différentes nappes de renfort sont présentes pour éviter des déformations trop importantes de cette zone. Ainsi, le 20 dispositif 32 est relativement protégé. L'antenne 34, quant à elle, se trouve en une zone du flanc du pneumatique dont l'épaisseur est faible. Cette zone est particulièrement bien adaptée à l'émission ou à la réception d'ondes électromagnétiques car peu d'éléments viennent perturber cette transmission. Selon une autre localisation L2 représentée sur la figure 7, le dispositif 32 est noyé 25 dans le flanc F au voisinage du bourrelet B et l'antenne 34 est déportée radialement selon une direction radialement externe au pneumatique. Comme on peut le constater, l'organe 30 est disposé entre deux couches de gomme du pneumatique. Selon une troisième localisation L3 représentée sur la figure 8, l'organe 30 est disposé en zone radialement interne du flanc F du pneumatique 10, c'est-à-dire à 30 proximité du bourrelet B. On constate que, par rapport à la localisation L2 représentée sur la figure 5, l'organe 30 est disposé du côté interne du pneumatique par rapport à la nappe carcasse 22. En d'autres termes, l'organe 30 est noyé dans la gomme d'étanchéité intérieure 20 du pneumatique. Enfin, selon un quatrième exemple de localisation L4 représenté sur la figure 8, 35 l'organe 30 est dans un plan s'étendant radialement, en s'éloignant de l'axe de référence, depuis un bord libre 60 de la partie repliée 24 de la nappe carcasse 22 jusqu'à une ligne 2936185 -8- circonférentielle 62 de jonction entre le plan et la nappe carcasse 22. Plus précisément, le dispositif 32 de l'organe 30 est situé à une distance a du bord libre 60 de la partie repliée 24 comprise entre 2 et 3 mm. Dans cette configuration particulière L4, on constate que le dispositif 32 de l'organe 30 est particulièrement bien protégé puisque la zone du flanc 5 dans laquelle il est noyé est renforcée à la fois par la partie de la nappe carcasse 22 située à proximité de la surface interne du pneumatique mais également par la partie repliée 24 de la nappe carcasse. L'antenne 34 est quant à elle décalée axialement selon une direction radialement externe du flanc F du pneumatique 10 par rapport au dispositif 32. De cette manière, l'antenne 34 est relativement éloignée de la partie repliée 24 de la 10 nappe carcasse 22 qui serait susceptible de perturber les émissions ou la réception d'ondes électromagnétiques si l'antenne était trop proche de l'extrémité 60 de cette partie 24. Bien entendu, d'autres emplacements de l'organe 30 pourraient être envisagés. On peut également prévoir d'intégrer une pluralité d'organes en différentes positions du flanc 15 F du pneumatique.

Claims (13)

1. REVENDICATIONS1. Pneumatique (10) de véhicule automobile, caractérisé en ce qu'il comprend un flanc (F) et un organe (30) comportant un dispositif électronique (32), une antenne filaire (34) de forme générale sensiblement linéaire rectiligne et des moyens (40) de liaison électrique entre ladite antenne filaire (34) et le dispositif électronique (32), l'organe (30) étant noyé dans le flanc (F) dans un agencement tel que l'antenne (34) est orientée circonférentiellement au pneumatique et que les moyens (40) de liaison sont orientés selon une direction radiale dudit pneumatique, ladite antenne filaire (34) étant intégralement déportée radialement d'un côté du dispositif (32).
2. 2. Pneumatique (10) selon la revendication précédente, dans lequel l'antenne (34) est hélicoïdale.
3. 3. Pneumatique (10) selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel les moyens (40) de liaison comprennent au moins un conducteur hélicoïdal (40) formant inductance.
4. 4. Pneumatique (10) selon la revendication précédente, dans lequel le conducteur hélicoïdal (40) est conformé de sorte que son impédance est égale à une valeur prédéterminée en fonction de l'antenne (34) et du dispositif (32).
5. 5. Pneumatique (10) selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel les moyens (40) de liaison électrique sont raccordés au dispositif électronique (32) en une zone centrale du dispositif (32), relativement à son extension circonférentielle.
6. 6. Pneumatique (10) selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel, le flanc (F) comprenant un bourrelet (B) en partie radialement interne, le dispositif (32) est noyé dans le flanc (F) au voisinage du bourrelet (B) et l'antenne (34) est déportée selon une direction radialement externe au pneumatique (10).
7. 7. Pneumatique (10) selon la revendication précédente, dans lequel, le pneumatique (10) comprenant : ù au moins une tringle (12) annulaire de révolution autour d'un axe de référence (Y), et une nappe carcasse (22), de forme générale toroïdale, coaxiale à la tringle (12), comprenant une partie repliée (24) autour de la tringle (12), l'organe (30) est dans un plan s'étendant radialement, en s'éloignant de l'axe de référence, depuis un bord libre (60) de la partie repliée (24) de la nappe carcasse jusqu'à une ligne circonférentielle (62) de jonction entre le plan et la nappe carcasse (22). 2936185 -10-
8. 8. Pneumatique (10) selon la revendication précédente, dans lequel le dispositif (32) est à une distance (a) du bord libre (60) de la partie repliée (24) comprise entre 2 et 3 mm.
9. 9. Pneumatique (10) selon l'une quelconque des revendications précédentes, 5 dans lequel l'organe (30) est localisé à l'interface entre deux masses de gommes du pneumatique (10).
10. 10. Pneumatique (10) selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel, le flanc (F) comprenant une épaule (E) en partie radialement externe, le dispositif (32) est noyé dans le flanc (F) au voisinage de l'épaule (E) et l'antenne (34) est 10 déportée selon une direction radialement interne au pneumatique (10).
11. 11. Pneumatique (10) selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel le dispositif (32) est de type RFID.
12. 12. Pneumatique (10) selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel le déport radial (d) de l'antenne (34) par rapport au dispositif (32) est compris 15 entre deux et cinq fois la longueur (I) du dispositif dans la direction circonférentielle au pneumatique (10).
13. 13. Pneumatique (10) selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel, le pneumatique (10) comprenant une nappe carcasse (22), l'antenne (34) est située à au moins deux millimètres de la nappe carcasse (22). 20