Unité électronique de mesure de paramètres de fonctionnement d'une roue de véhicule, comprenant un boîtier électronique et une valve de gonflage
L'invention concerne une unité électronique de mesure de paramètres de fonctionnement d'une roue de véhicule, comprenant un boîtier électronique et une valve de gonflage.
De plus en plus de véhicules automobiles possèdent des systèmes de surveillance et/ou de mesure de paramètres comportant des capteurs.
A titre d'exemple concernant de tels systèmes, il peut être cité les systèmes de surveillance de la pression des pneumatiques comportant des boîtiers électroniques montés sur chacune des roues des véhicules, dédiés à la mesure de paramètres, tels que pression et/ou température des pneumatiques équipant ces roues, et destinés à informer le conducteur de toute variation anormale du paramètre mesuré.
Une des solutions actuelles la plus couramment utilisée pour assurer la fixation des boîtiers électroniques sur les jantes des roues consiste à réaliser des unités électroniques composées chacune d'un boîtier électronique assemblé avec une valve de gonflage permettant de solidariser le dit boîtier électronique sur la jante de la roue.
Une solution concernant de telles unités électroniques consiste à réaliser des valves de gonflage spécifiques aptes à assurer la transmission des efforts auxquels sont soumis les boîtiers électroniques. Toutefois, cette solution s'avère onéreuse car, outre le prix élevé des valves de gonflage, généralement entièrement métalliques, elle nécessite la réalisation de pièces annexes (écrous, joints d'étanchéité...) spécialement conçues pour garantir une fixation étanche des valves de gonflage sur les jantes.
En vue de pallier cet inconvénient, une seconde solution a consisté à réaliser des valves de gonflage en matière élastomère, de même conception de base que les valves de gonflage classiques de type « snap-in », modifiées de façon à assurer la reprise des efforts auxquels sont soumis les boîtiers électroniques.
Cette solution a notamment abouti à la réalisation d'une unité électronique telle que décrite dans la demande de brevet WO2009/007035 comprenant :
• un boîtier électronique,
• une valve de gonflage de type « snap-in » comportant :
■ un corps de valve en un matériau élastomère, muni d'un alésage axial longitudinal et destiné à s'étendre au travers d'un orifice ménagé dans la jante, le dit corps de valve étant composé d'un tronc déformable élastiquement et d'une tête de butée contre la jante, séparée du tronc par un col adapté pour se positionner de façon étanche dans l'orifice ménagé dans la dite jante,
■ et une âme tubulaire creuse en un matériau rigide, logeant un mécanisme d'obturation et de dimensions adaptées pour se loger dans l'alésage du corps de valve et s'étendre de part et d'autre dans le prolongement du dit corps de valve, la dite âme tubulaire étant constituée de deux tronçons longitudinaux agencés l'un par rapport à l'autre et relativement au corps de valve, de façon à autoriser une déformation élastique du tronc apte à permettre le montage de la valve de gonflage au travers de l'orifice de la jante,
• et des moyens de solidarisation du boîtier électronique et de la valve de gonflage comprenant :
■ une bague solidaire du boîtier électronique adaptée pour être montée coulissante autour de la portion de l'âme tubulaire s'étendant dans le prolongement de la tête de butée du corps de valve, dans une position du boîtier électronique où ce dernier s'étend dans le prolongement direct de la valve de gonflage,
■ et des moyens d'assemblage par emmanchement d'un manchon creux solidaire de la bague du boîtier électronique à l'intérieur d'une chambre annulaire ménagée dans la tête de butée du corps de valve.
Du fait de ces spécificités, et dans la pratique, une telle unité électronique présente l'avantage de garantir un comportement de la valve de gonflage similaire à celui d'une valve de gonflage de type « snap-in » traditionnelle.
Par contre, selon ce principe, l'assemblage du boîtier électronique et du corps de valve est réalisé par le biais d'une liaison du type emmanchement dont la résistance est directement liée à la résistance à l'étirement du matériau élastomère de la valve de gonflage. Or, cette liaison doit présenter un caractère démontable en vue notamment de permettre de récupérer le boîtier électronique dans l'hypothèse d'un endommagement de la valve de gonflage. De ce fait, il est très difficile de trouver un compromis de résistance, d'une part, autorisant le démontage des deux éléments, et d'autre part, garantissant la tenue de la liaison pour des vitesses élevées des véhicules. Pour cette raison et dans la pratique, les unités électroniques comportent un organe additionnel de verrouillage amovible du type, tel que décrit dans la demande de brevet WO2009/007035, anneau élastique, anneau ressort du type « lyre », collier de sertissage « O-clamp », collier à vis, ou divers types de clavettes. Toutefois, ces organes additionnels nécessitent un outillage spécifique en vue de leur mise en place et de leur retrait, et conduisent, en outre, à complexifier les étapes de montage et démontage des unités électroniques.
En vue de pallier cet inconvénient, une solution notamment décrite dans le brevet FR 2 954 733 a consisté à réaliser une unité électronique dotée d'un organe de
verrouillage garantissant une résistance très élevée à l'arrachement du boîtier électronique mais ne requérant pas de temps additionnel.
A cet effet, cette unité électronique comprend :
• une valve de gonflage comportant, d'une part, un corps de valve destiné à s'étendre au travers d'un orifice ménagé dans une jante de roue, et composé d'un tronc et d'une tête de butée contre la jante, et d'autre part, un tube rigide creux s'étendant dans le prolongement de la tête de butée,
• un boîtier électronique solidaire d'une bague adaptée pour être montée coulissante autour du tube rigide
· et des moyens de solidarisation du boîtier électronique et de la valve de gonflage, comprenant des moyens de verrouillage comportant :
■ des crans transversaux ménagés en périphérie du tube rigide,
■ et une plaque-verrou associée au boîtier électronique et présentant une dent de blocage adaptée pour se loger dans un cran transversal du tube rigide, de façon à assurer un verrouillage en translation du dit boîtier électronique relativement au dit tube rigide, la dite plaque verrou :
❖ étant montée sur le boîtier électronique avec une faculté de débattement entre une position de verrouillage dans laquelle la dent de blocage est enclenchée dans un cran du tube rigide, et une position de déverrouillage dans laquelle la dent de blocage autorise un déplacement relatif en translation du boîtier électronique relativement au tube rigide,
❖ étant associée à des moyens élastiques adaptés, en l'absence de sollicitations, pour exercer sur cette plaque- verrou une force de maintien de cette dernière dans sa position de verrouillage, et, lors d'une action exercée sur ces moyens élastiques, pour entraîner un déplacement de cette plaque-verrou vers sa position de déverrouillage.
Selon cette solution, le verrouillage du boîtier électronique sur la valve de gonflage est donc assuré par une plaque-verrou maintenue dans une position naturelle de verrouillage par des moyens élastiques, et conçue pour commuter vers une position de déverrouillage par une simple action exercée sur les dits moyens élastiques.
De ce fait, les moyens de verrouillage fournissent un blocage rigide du boîtier électronique sur le tube rigide de la valve de gonflage, garantissant ainsi une résistance très élevée à l'arrachement du dit boîtier électronique.
Toutefois, une telle solution présente un inconvénient majeur résultant également de la nécessité de posséder un outillage spécifique afin de garantir, lors du
montage de l'unité électronique sur des jantes d'épaisseurs différentes, que le cran dans lequel se trouve logé la dent de blocage consiste dans le cran accessible situé au plus près de la tête de butée, seul susceptible de permettre de garantir des performances élevées des valves de gonflage en termes notamment de longévité et d'étanchéité.
Or, si les constructeurs automobiles possèdent systématiquement un tel outillage, il n'en est pas de même chez les garagistes appelés notamment à remplacer les valves de gonflage endommagées, et les risques d'un assemblage imparfait entraînant une limitation notable des performances de la nouvelle valve de gonflage, ne sont pas négligeables.
La présente invention vise à pallier cet inconvénient et a pour principal objectif de permettre de vérifier, de façon très rapide et aisée, la qualité de l'assemblage entre une valve de gonflage et un boîtier électronique.
A cet effet, l'invention vise une unité électronique de mesure de paramètres de fonctionnement d'une roue de véhicule, comprenant :
· une valve de gonflage comportant, d'une part, un corps de valve destiné à s'étendre au travers d'un orifice ménagé dans une jante de roue, et composé d'un tronc et d'une tête de butée contre la jante, et d'autre part, un tube rigide creux s'étendant dans le prolongement de la tête de butée,
• un boîtier électronique adapté pour être monté coulissant autour du tube rigide,
• et des moyens de solidarisation du boîtier électronique et de la valve de gonflage dans une position, dite position verrouillée, du dit boîtier électronique, où ce dernier s'étend dans le prolongement direct de la tête de butée de la dite valve de gonflage, les dits moyens de solidarisation comprenant des moyens de verrouillage comportant des organes de blocage relatif en translation du boîtier électronique le long du tube rigide, définissant au moins deux positions de blocage relatif, chacune adaptée pour correspondre à une épaisseur présélectionnée de jante destinée à être équipée de l'unité électronique.
Selon l'invention, cette unité électronique se caractérise, en outre, en ce que le boîtier électronique et la tête de butée de la valve de gonflage comprennent :
• deux faces frontales complémentaires adaptées pour venir en correspondance dans la position verrouillée du boîtier électronique, à une distance minimale prédéterminée l'une de l'autre identique pour toutes les largeurs présélectionnées de jantes destinées à être équipées de l'unité électronique,
· des organes de repérage visuel de la position longitudinale du boîtier électronique le long du tube rigide, adaptés pour permettre de vérifier si la distance
séparant les deux faces frontales complémentaires, dans la position verrouillée du dit boîtier électronique, correspond à la distance minimale prédéterminée.
Selon l'invention, les deux éléments de l'unité électronique, boîtier électronique et valve de gonflage, possèdent donc des faces frontales en correspondance adaptées pour être séparées d'une distance constante quelle que soit l'épaisseur de la jante équipée de l'unité électronique, et dotées de moyens de repérage permettant de vérifier visuellement si la distance séparant les dites faces frontales correspond à la distance souhaitée.
De telles unités électroniques peuvent comporter tout type de valve de gonflage dotée d'un tube rigide s'étendant dans le prolongement de la tête de butée du corps de valve, mais présentent un intérêt particulier lorsque la valve de gonflage est une valve de type « snap-in » comportant :
• un corps de valve en un matériau élastomère, muni d'un alésage axial longitudinal et composé d'un tronc déformable élastiquement et d'une tête de butée séparée du tronc par un col adapté pour se positionner de façon étanche dans l'orifice ménagé dans la jante,
• et une âme tubulaire creuse en un matériau rigide de dimensions adaptées pour se loger dans l'alésage du corps de valve et s'étendre de part et d'autre dans le prolongement du dit corps de valve, la dite âme tubulaire étant constituée de deux tronçons longitudinaux agencés l'un par rapport à l'autre et relativement au corps de valve, de façon à autoriser une déformation élastique du tronc apte à permettre le montage de la valve de gonflage au travers de l'orifice de la jante.
En effet, concernant de telles valves de gonflage, les performances de ces dernières en termes d'étanchéité et de longévité, diminuent de façon notable lors d'un montage du boîtier électronique entraînant une augmentation du décalage du centre de gravité de l'unité électronique par rapport à la position du centre de gravité de la valve de gonflage seule. L'opération de vérification de la conformité de l'assemblage est donc primordiale avec de telles valves de gonflage.
Par ailleurs, les moyens de verrouillage de l'unité électronique selon l'invention comprennent avantageusement :
• des organes de blocage ménagés en périphérie du tube rigide, consistant en au moins deux crans transversaux,
• et une plaque-verrou associée au boîtier électronique et présentant un organe de blocage consistant en une dent de blocage adaptée pour se loger dans un des crans transversaux du tube rigide, dans la position verrouillée du boîtier électronique, la dite plaque-verrou :
■ étant montée sur le boîtier électronique avec une faculté de débattement entre une position de verrouillage dans laquelle la dent de blocage est enclenchée dans un cran du tube rigide, et une position de déverrouillage dans laquelle la dent de blocage autorise un déplacement relatif en translation du boîtier électronique relativement au tube rigide,
■ étant associée à des moyens élastiques adaptés, en l'absence de sollicitations, pour exercer sur cette plaque-verrou une force de maintien de cette dernière dans sa position de verrouillage, et, lors d'une action exercée sur ces moyens élastiques, pour entraîner un déplacement de cette plaque-verrou vers sa position de déverrouillage.
Selon un autre mode de réalisation avantageux de l'invention, les moyens de repérage visuel de l'unité électronique comportent au moins un ergot s'étendant en saillie par rapport à une portion périphérique de la face frontale de l'un des éléments, boîtier électronique ou tête de butée, et de longueur conjuguée de la distance minimale prédéterminée pour la position verrouillée du boîtier électronique.
Cette solution très simple de mise en œuvre conduit, en outre, à réaliser, entre les deux faces frontales, un obstacle s'opposant, lors d'un démontage d'un pneumatique réalisé sans tenir compte des prescriptions d'usage, à une insertion de ce pneumatique dans l'interstice séparant les dites faces frontales, susceptible de détruire les organes de liaison entre le boîtier électronique et la valve de gonflage.
En vue d'augmenter l'efficacité de la protection offerte par l'obstacle que constitue l'ergot, ce dernier est, en outre, avantageusement disposé de façon à être positionné, dans la position assemblée du boîtier électronique et de la valve de gonflage, en regard de la génératrice de l'orifice ménagé dans la jante la plus éloignée du fond de la dite jante.
Selon un autre mode de réalisation avantageux de l'invention, les moyens de repérage visuel comportent au moins un ergot s'étendant en saillie par rapport à la face frontale de l'un des éléments, boîtier électronique ou tête de butée, présentant une longueur sensiblement supérieure à la distance minimale prédéterminée pour la position verrouillée du boîtier électronique, et un évidement de forme adaptée pour loger l'extrémité du dit ergot, ménagé en vis-à-vis dans la face frontale de l'autre élément, tête de butée ou boîtier électronique.
Ces dispositions conduisent à réaliser des organes d'indexation en rotation de la position relative du boîtier électronique et de la valve de gonflage, qui permettent notamment d'orienter de façon adéquate la valve de gonflage lors de son montage sur la jante, en vue d'obtenir ensuite une orientation adéquate du boîtier électronique lors de son assemblage avec la dite valve de gonflage.
Selon un autre mode de réalisation avantageux de l'invention, le boîtier électronique et la tête de butée comportent des faces frontales complémentaires parallèles ménagées de façon que le dit boîtier électronique soit incliné d'un angle de l'ordre de 10° à 40° par rapport à l'axe longitudinal du corps de valve.
Une telle inclinaison permet de maintenir les boîtiers électroniques sensiblement au contact du fond des jantes (pour un large panel de jantes existant sur le marché), et de limiter ainsi les contraintes subies.
D'autres caractéristiques buts et avantages de l'invention ressortiront de la description détaillée qui suit en référence aux dessins annexés qui en représentent à titre d'exemple non limitatif un mode de réalisation préférentiel. Sur ces dessins :
- la figure 1 est une vue en perspective de dessus d'une unité électronique conforme à l'invention,
- et la figure 2 est une vue latérale avec un arraché partiel de cette unité électronique.
L'unité électronique selon l'invention représentée à titre d'exemple aux figures
1 et 2 est destinée à être montée sur une roue d'un véhicule en vue de la mesure de paramètres de fonctionnement (pression, température, accélération...) de la dite roue, et de la transmission des données mesurées vers une unité centrale (non représentée) montée sur le véhicule.
Cette unité électronique se compose d'un boîtier électronique 1 adapté pour être monté à l'intérieur de l'enveloppe d'un pneumatique, et d'une valve de gonflage, 2 de solidarisation de ce boîtier électronique 1 sur la jante de la roue équipée de ce pneumatique. Ce boîtier électronique 1 et cette valve de gonflage 2 présentent, les caractéristiques générales de ceux de l'unité électronique décrite dans le brevet FR 2 954 733 qui est considéré comme faisant partie intégrante de la présente description, et auquel on se référera pour d'éventuels détails de réalisation.
En premier lieu, la valve de gonflage 2 consiste en une valve de gonflage « snap-in » comportant un corps de valve 3 en un matériau élastomère se subdivisant, longitudinalement, en un tronc 4 présentant des facultés de déformation élastique longitudinale et radiale, et en une tête de butée 5 séparée du tronc 4 par un col 6 en forme de rainure annulaire délimitée par deux épaulements de jonction respective avec le tronc 4 et la tête de butée 5.
De plus, la face frontale arrière de la tête de butée 5 s'étend orthogonalement par rapport à l'axe longitudinal du corps de valve 3, et comporte un méplat 7 s'étendant sur une portion de surface de la dite face frontale arrière incluant une portion de contour de cette dernière. Ce méplat 7 définit, en outre, une face plane inclinée d'un angle égal à
(90° - a), avec a de l'ordre de 10° à 40°, par rapport à l'axe longitudinal du corps de valve 3.
De plus, une gorge 8 est ménagée dans le méplat 7, à partir de la périphérie de ce dernier, la dite gorge présentant une section en forme de U présentant des ailes divergentes. Une telle gorge 8 forme, en premier lieu un élément d'indexation de l'orientation du corps de valve 3, et elle est conçue, en l'exemple de façon à déboucher, dans la position assemblée du boîtier électronique 1 et de la valve de gonflage 2, en regard de la génératrice de l'orifice ménagé dans la jante la plus éloignée du fond de la dite jante.
La valve de gonflage 2 est, par ailleurs percée axialement d'un alésage longitudinal cylindrique traversant 9 logeant un tube cylindrique 10 en un matériau rigide, de dimensions adaptées pour s'étendre, d'une part dans le dit alésage, et d'autre part, de part et d'autre dans le prolongement du corps de valve 3. Ce tube cylindrique 10 est constituée de deux tronçons longitudinaux distincts (non représentés mais décrits de façon détaillée dans le brevet FR 2 954 733) solidarisés dans le prolongement l'un de l'autre au niveau du col 6 du corps de valve 3.
Le tronçon de ce tube cylindrique 10 s'étendant dans le prolongement de la tête de butée 5 comporte, en outre, une pluralité de crans transversaux tels que 11 a, 1 1 b ménagés au niveau de la génératrice inférieure du dit tube cylindrique, à une distance de l'extrémité de ce dernier en fonction de l'épaisseur de la jante équipée de l'unité électronique.
Le boîtier électronique de l'unité électronique se compose, quant à lui, d'un boîtier creux 1 destiné à loger « l'électronique » de l'unité électronique, associé à une superstructure 12 solidaire du dit boîtier électronique, adaptée pour permettre de le faire coulisser le long du tronçon du tube cylindrique 10 s'étendant dans le prolongement de la tête de butée 5 du corps de valve 3.
Cette superstructure 12 formée sur le boîtier électronique 1 , comporte, en premier lieu, une platine 13 percée d'un orifice conjugué du diamètre du tube cylindrique 10, agencée de façon à s'étendre parallèlement au méplat 7 de la tête de butée 5, et à venir en correspondance avec le dit méplat dans la position assemblée du boîtier électronique 1 et de la valve de gonflage 2.
De plus, un ergot 16 s'étend en saillie par rapport à la platine 13, le dit ergot étant positionné et présentant une section adaptée pour que son extrémité vienne se loger dans la gorge 8 du méplat 7 dans la position assemblée du boîtier électronique 1 et de la valve de gonflage 2.
La longueur de l'ergot 16 et la répartition des crans 1 a, 1 1 b du tube cylindrique 10 sont, en outre, adaptés de façon que, dans cette position assemblée, et
pour chaque épaisseur de jante destinée à être équipée de l'unité électronique selon l'invention, un cran 11 a, 11 b avoisine la face postérieure de la platine 13.
La superstructure 12 comporte, en outre, deux goussets latéraux 14 et deux goussets centraux 15 de renforcement de la liaison de la platine 13 avec le boîtier électronique 1.
Le boîtier électronique 1 comporte, également un organe de verrouillage adapté pour venir se verrouiller dans le cran 11 a, 11 b avoisinant, pour chaque épaisseur de jante, la face postérieure de la platine 13.
Cet organe de verrouillage consiste en une plaque-verrou 17 adaptée pour être positionnée autour du tube 10, composée d'une plaque percée d'un orifice de section supérieure au diamètre du dit tube, en bordure duquel et sous lequel s'étend une bande de matière 18 formant une dent de blocage adaptée pour se loger dans un cran transversal 1 1 a, 1 1 b.
Cette plaque-verrou 17 est portée par des moyens élastiques adaptés pour permettre de la faire coulisser le long de la face postérieure de la platine 13 du boîtier électronique 1. Ces moyens élastiques consistent en un arceau 19 (figure 1 ) adapté pour être positionné et prendre appui sur le boîtier électronique 1 , comportant une traverse principale 20 sous laquelle s'étend la plaque-verrou 17, et deux jambes telles que 21 élastiquement déformables adaptées pour prendre appui sur le boîtier électronique 1.
De plus, des crans 22 ménagés dans les goussets centraux 15 sont adaptés pour assurer le positionnement de la traverse 20 et donc de la plaque verrou 17 solidaire de la dite traverse.
Un tel arceau 19 est conçu pour permettre le glissement de la plaque- verrou 17 entre :
· une position de verrouillage obtenue en l'absence de sollicitation exercée sur la traverse 20, dans laquelle la dent de blocage 18 est enclenchée dans un cran 1 1 a, 1 1 b du tube cylindrique 10,
• et une position de déverrouillage obtenue par une pression exercée sur la traverse 20 de l'arceau, 19, dans laquelle la dent de blocage 18 se trouve à l'extérieur du cran 1 1 a, 1 1 b et autorise un déplacement relatif en translation du boîtier électronique 1 relativement au tube cylindrique 10.
Lors du montage d'une unité électronique selon l'invention, notamment par exemple, réalisé pour remplacer une valve de gonflage 2 défaillante, la nouvelle valve de gonflage est, en premier lieu, mise en place en orientant cette dernière de façon que la gorge 8 débouche en regard de la génératrice de l'orifice ménagé dans la jante la plus éloignée du fond de la dite jante.
Cette orientation conduit, afin que l'ergot 16 vienne se loger dans la gorge 8, à orienter le boîtier électronique 1 de façon que le fond du dit boîtier électronique, orthogonal en l'exemple au plan de la platine 13, soit incliné de l'angle a par rapport à l'axe longitudinal du corps de valve 3.
De plus, une fois le verrouillage du boîtier électronique 1 réalisé au moyen de la plaque-verrou 17, une simple observation de la position de l'extrémité de l'ergot 16 permet de vérifier si la dent de blocage 18 est logée dans le cran 11a, 1 b correspondant à l'épaisseur de la jante équipée de l'unité électronique :
• un positionnement de l'extrémité de l'ergot 16 dans la gorge 8, représentative d'une distance entre faces frontales (méplat 7, platine 13) égale à la distance minimale prédéterminée, conduit à valider la position de verrouillage,
• un positionnement de l'extrémité de l'ergot 16 à distance de la face frontale que constitue le méplat 7 conduit à constater que le cran 11a, 11 b dans lequel est logée la dent de blocage 18, ne constitue pas le cran adéquat pour l'épaisseur de la jante utilisée.
Par conséquent les moyens de repérage que constituent la gorge 8 ménagée dans le méplat 7 et l'ergot 16 formé sur la platine 13, servent, d'une part, d'éléments d'indexation de l'orientation de la valve de gonflage 2 et du boîtier électronique 1 , et d'autre part d'éléments témoins permettant la vérification de la position verrouillée du boîtier électronique 1.
De plus, la disposition de l'ergot 16 permet d'éviter une destruction accidentelle de la liaison entre le boîtier électronique 1 et la valve de gonflage 2 lors du démontage du pneumatique, par introduction du bord du pneumatique entre la platine 13 et le méplat 7. Cette introduction du bord du pneumatique est en effet rendue impossible par la présence de l'ergot 16 dans la gorge 8.