WO2018104623A1 - Pneumatique adapte pour roulage a plat equipe d'un organe electronique - Google Patents
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Abstract
Pneumatique adapté pour un roulage à plat, le pneumatique comportant un sommet, deux flancs et deux bourrelets, une armature de carcasse avec au moins une nappe de carcasse ancrée dans chaque bourrelet et un insert de flanc disposé axialement intérieurement relativement à au moins la nappe de carcasse, dans lequelle pneumatique est équipé d'un organe électronique comprenant au moins un transpondeur radiofréquence et dans lequel, chaque bourrelet comportant une tringle de révolution autour d'un axe de référence et H étant un des points de la tringle les plus proches de l'axe de révolution, l'organe électronique est placé axialement dans une zone du pneumatique délimitée par au moins l'un des bourrelets et l'un des flancs et radialement extérieurement à une distance radiale supérieure à 20 mm du point H.
Description
PNEUMATIQUE ADAPTE POUR ROULAGE A PLAT
EQUIPE D'UN ORGANE ELECTRONIQUE
Domaine de l'invention [0001] La présente invention concerne un pneumatique adapté pour le roulage à plat et équipé d'un organe électronique.
État de la technique
[0002] Depuis quelques années, les manufacturiers de pneumatiques cherchent à supprimer la nécessité de la présence d'une roue de secours à bord du véhicule tout en garantissant la possibilité au véhicule de poursuivre sa route malgré une perte importante ou totale de pression d'un ou plusieurs pneumatiques. Cela permet par exemple de se rendre à un point de dépannage sans devoir s'arrêter, dans des circonstances souvent hasardeuses, pour installer la roue de secours.
[0003] Une solution envisagée est l'utilisation de pneumatiques adaptés pour un roulage à plat et pourvus de flancs autoporteurs, (parfois désignés par les appellations commerciales en langue anglaise « ZP » pour « zéro pressure » ou « SST » pour « self supporting tire »).
[0004] On connaît de l'état de la technique un pneumatique adapté pour un roulage à plat comportant un sommet comprenant une armature de sommet, formée de deux nappes de sommet d'éléments de renfort et surmontée d'une bande de roulement. Deux flancs prolongent le sommet radialement vers l'intérieur. Ces flancs sont renforcés au moyen d'inserts en caoutchouc permettant de supporter une charge à pression réduite, voire sans pression.
[0005] Le pneumatique comporte en outre deux bourrelets comprenant chacun une tringle ainsi qu'une armature de carcasse s 'étendant depuis les bourrelets à travers les flancs vers le sommet et comportant au moins une nappe de carcasse d'éléments de renfort. La nappe de carcasse est ancrée à chacun des bourrelets par un retournement autour de la tringle.
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[0006] Lorsque la pression de gonflage est signifïcativement abaissée par rapport à la pression de service, voire même nulle (on parle alors de mode « roulage à plat »), le pneumatique doit permettre de rouler une distance donnée à une vitesse donnée. Cette performance, dite performance « RME » (Roulage Mode Étendu), est requise par la législation ou par les constructeurs automobiles pour permettre au manufacturier de présenter le pneumatique comme adapté pour le roulage à plat.
[0007] Lorsque la pression de gonflage est proche de la pression de service (on parle alors de mode « roulage normal »), il est souhaitable que le pneumatique présente des performances, dites performances « RMG » (Roulage Mode Gonflé), aussi élevées que possible. Ces performances RMG comprennent, entre autres, la masse, la résistance au roulement ou encore le confort.
[0008] D'autre part, il est avantageux de munir les pneumatiques d'organes électroniques d'identification comme des transpondeurs radio fréquences ou tag RFID (acronyme en anglais Radio Frequency IDentifîcation) qui permettent leur identification et leur suivi pendant leur fabrication, leur stockage, l'ensemble de leur vie et aussi lors de leur rechapage.
[0009] Les pneumatiques concernés sont les pneumatiques de tous types pour véhicules poids lourds, de tourisme, génie civil, agricole, avion.
[0010] De tels organes électriques peuvent être des transpondeurs radio fréquence ou tag RFID.
[0011] La mise en place de ces organes électroniques doit être très précise pour garantir une bonne communication radio fréquence, une durée de vie acceptable des dispositifs ainsi que pour ne pas pénaliser le fonctionnement ou l'endurance des pneumatiques.
[0012] Les conditions particulières d'utilisation des pneumatiques aptes à rouler à plat lors d'un tel roulage à plat rendent particulièrement difficile l'introduction de tels organes électroniques dans ces types de pneumatiques.
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Description brève de l'invention
[0013] L'invention a pour objet un pneumatique adapté pour un roulage à plat, le pneumatique comportant un sommet, deux flancs et deux bourrelets, une armature de carcasse avec au moins une nappe de carcasse ancrée dans chaque bourrelet et un insert de flanc disposé axialement intérieurement relativement à au moins la nappe de carcasse. Ce pneumatique est caractérisé en ce qu'il est équipé d'un organe électronique comprenant au moins un transpondeur radio fréquence et en ce que, chaque bourrelet comportant une tringle de révolution autour d'un axe de référence et H étant un des points de ladite tringle les plus proches de l'axe de révolution, l'organe électronique est placé axialement dans une zone du pneumatique délimitée par au moins l'un des bourrelets et l'un des flancs et à une distance radiale supérieure à 20 mm du point H, de préférence inférieure à 50 mm et très préférentiellement à une distance radiale comprise entre 30 et 40 mm du point H.
[0014] Cette position permet de garantir la qualité de la communication électromagnétique vers un récepteur externe au pneumatique. La roue sur laquelle le pneumatique est monté est en général métallique et une position trop proche de celle-ci peut perturber la communication. Il est à noter que la hauteur des crochets de jante usuels est de 17,5 mm et au-delà d'une distance radiale de 20 mm du point H, la perturbation électromagnétique du crochet dé jante devient minime.
[0015] D'autre part, il est préférable de ne pas placer l'organe électronique dans la zone médiane du flanc du pneumatique car c'est cette zone du flanc qui est la plus sollicitée mécaniquement en roulage et la plus susceptible de subir des râpages trottoir.
[0016] En particulier une fréquence de communication de l'organe électronique est située dans la bande des UHF (acronyme de Ultra Hautes Fréquences) comprise entre 300MHz et 3GHz permettant d'avoir un compromis avantageux entre une petite taille de l'antenne rayonnante, facilement intégrable à une enveloppe pneumatique, et une grande distance de lecture de l'organe électronique, loin de l'enveloppe pneumatique. De façon avantageuse, l'organe électronique communique dans la bande étroite de fréquences comprise entre 860 MHz et 960 Mhz et tout spécifiquement sur des bandes très étroites de 860 MHz à 870 MHz et 915 MHz à 925 MHz. En effet, à ces fréquences, les mélanges élastomères classiques de l'enveloppe pneumatique constituent un bon compromis à la propagation des
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ondes radioélectriques. De plus, ces fréquences sont les plus élevées possibles pour minimiser la taille de l'antenne rayonnante afin de faciliter l'intégration de l'organe électronique dans l'enveloppe pneumatique.
[0017] Selon un autre mode de réalisation préférentiel, chaque bourrelet comportant une tringle de révolution autour d'un axe de référence, l'armature de carcasse comprenant une nappe de carcasse avec un retournement autour de chacune des tringles et le retournement ayant une extrémité axialement extérieure, l'organe électronique est disposé radialement extérieurement à une distance radiale supérieure à 5 mm et de préférence 10 mm de ladite extrémité axialement extérieure de l'un des retournements. [0018] Cela permet d'éloigner l'organe électronique de la singularité mécanique liée à la différence de rigidité entre l'extrémité axialement extérieure des renforts de la nappe de carcasse et les mélanges caoutchouteux adjacents.
[0019] Selon un autre mode de réalisation préférentiel, chaque bourrelet comportant une tringle de révolution autour d'un axe de référence et une gomme de bourrage s'étendant radialement extérieurement relativement à la tringle, l'armature de carcasse comprenant une nappe de carcasse avec un retournement autour de chacune des tringles et la gomme de bourrage s'étendant radialement au-delà de l'extrémité axialement extérieure du retournement, l'organe électronique est disposé axialement extérieurement relativement à l'armature de carcasse et radialement à une distance supérieure à 5 mm et de préférence 10 mm de l'extrémité radialement extérieure de la gomme de bourrage.
[0020] Cela permet d'éloigner l'organe électronique de la singularité mécanique liée à la différence de rigidité entre l'extrémité de la gomme de bourrage et les mélanges adjacents.
[0021] Selon un autre mode de réalisation préférentiel, chaque bourrelet comportant une tringle de révolution autour d'un axe de référence, une première et une deuxième gommes de bourrage s'étendant radialement extérieurement relativement à la tringle, la deuxième gomme de bourrage étant disposée axialement extérieurement relativement à la première, l'armature de carcasse comprenant une nappe de carcasse avec un retournement autour de chacune des tringles et s'étendant radialement entre lesdites première et deuxième gomme
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de bourrage, l'organe électronique est disposé axialement extérieurement relativement à la deuxième gomme de bourrage.
[0022] Préférentiellement, le flanc comportant une gomme flanc disposée au moins en partie axialement extérieurement relativement à la deuxième gomme de bourrage, l'organe électronique est disposé à l'interface entre la gomme flanc et la deuxième gomme de bourrage.
[0023] Compte tenu de la faible rigidité de la gomme flanc, cette position permet de pleinement profiter de la meilleure résistance mécanique de l'organe électronique aux déformations subies par cette gomme flanc en roulage et particulièrement en roulage à plat. [0024] Selon un autre mode de réalisation préférentiel, le bourrelet comportant une gomme protecteur apte à venir en contact avec la surface d'une jante disposée radialement intérieurement relativement à la tringle et s'étendant de part et d'autre de celle-ci jusqu'à deux extrémités radialement extérieures, l'extrémité axialement extérieure de la gomme protecteur s'étendant radialement au-delà de l'extrémité radialement intérieure de la deuxième gomme de bourrage, l'organe électronique est disposé entre la gomme protecteur et la gomme de bourrage.
[0025] Selon un autre mode de réalisation préférentiel, le flanc comportant une gomme flanc et le bourrelet comportant une gomme protecteur apte à venir en contact avec la surface d'une jante disposée radialement intérieurement relativement à la tringle et s'étendant de part et d'autre de celle-ci jusqu'à deux extrémités radialement extérieures, l'extrémité axialement extérieure de ladite gomme protecteur disposée axialement intérieurement relativement à la gomme flanc et s'étendant radialement au-delà de l'extrémité radialement intérieure de la gomme flanc, l'organe électronique est disposé entre la gomme flanc et la gomme protecteur. [0026] Selon un autre mode de réalisation préférentiel, l'organe électronique est disposé à l'interface entre l'insert de flanc et un mélange caoutchouteux adjacent.
[0027] L'organe électronique peut ainsi être disposé axialement intérieurement relativement à l'insert de flanc, à l'interface entre l'insert et la gomme intérieure.
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[0028] Il peut aussi être disposé axialement extérieurement relativement à l'insert de flanc, à l'interface entre l'insert et une nappe de carcasse de l'armature de carcasse.
[0029] Avantageusement, l'insert de flanc a une épaisseur maximale comprise entre 6 et 16 mm. [0030] L'organe électronique peut être constitué d'un transpondeur radiofréquence. Il peut aussi être constitué d'un transpondeur radiofréquence encapsulé dans une masse de gomme d'enrobage isolante électriquement.
[0031] Ainsi, l'interrogation de l'organe électronique se fait extérieurement à l'organe électronique de façon passive. Les phases d'interrogation de l'organe électronique ne nécessitent alors aucune énergie propre à l'organe électronique. La fonctionnalité du transpondeur radiofréquence est principalement un rôle d'identification de l'enveloppe pneumatique.
[0032] Il est nécessaire pour un bon fonctionnement radiofréquence de l'antenne rayonnante de l'organe électronique, que cette antenne soit noyée dans une masse de gomme d'enrobage isolante électriquement. On peut ainsi utiliser un semi-fini constitué d'un transpondeur radiofréquence noyé dans une masse de gomme isolante électriquement pour le placer dans la structure du pneumatique lors de sa fabrication à la place choisie.
[0033] Mais il est aussi possible de placer directement le transpondeur radiofréquence entre deux mélanges du pneumatique lorsque ceux-ci, en raison de leur formulation, sont isolants électriquement.
[0034] De préférence, le module en extension de la masse de gomme d'enrobage est inférieur ou égal au module en extension des mélanges caoutchouteux adjacents.
[0035] Selon un autre aspect, la constante diélectrique relative de la masse de gomme d'enrobage est inférieure à la constante diélectrique relative des mélanges caoutchouteux adjacents.
[0036] Les transpondeurs radio fréquences comprennent usuellement une puce électronique et une antenne rayonnante apte à communiquer avec un lecteur radiofréquence externe.
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[0037] Selon un premier mode de réalisation, l'antenne rayonnante comportant deux tronçons d'antennes hélicoïdales, la puce électronique est connectée galvaniquement aux deux tronçons d'antennes hélicoïdales.
[0038] Selon un autre mode de réalisation, le transpondeur radio fréquence comprend en plus une antenne primaire connectée électriquement à la puce électronique, dans lequel l'antenne primaire est couplée inductivement à l'antenne rayonnante, et dans lequel l'antenne rayonnante est une antenne dipôle constituée d'un ressort hélicoïdal monobrin.
[0039] Ce deuxième mode de réalisation a l'avantage de dissocier mécaniquement l'antenne rayonnante des composants électroniques du transpondeur et ainsi de supprimer le point faible des transpondeurs usuels à savoir la zone de fixation des tronçons d'antenne sur le support de la puce électronique. L'intégration d'un tel organe électronique dans un pneumatique permet de réduire les risques de détérioration de l'organe de par sa structure tout en améliorant la performance de radiocommunication et en minimisant les risques liés à l'intégrité physique du pneumatique. [0040] En effet, la détérioration de l'organe électronique provient généralement de défaillances au niveau des connexions électriques existant entre l'antenne rayonnante de communication et la partie électronique de l'organe. Ici aucune connexion mécanique n'est réalisée puisque le transfert d'énergie entre l'antenne de communication et la puce électronique est fait par champ électromagnétique via une antenne primaire. Or, si la dimension de l'antenne rayonnante, liée à la bande de fréquence de communication et à son fonctionnement en champ lointain, est par nature de grande dimension, l'antenne primaire n'est pas soumise à cette contrainte. De ce fait, elle est de plus petite taille en général permettant de supporter aisément les déformations du pneumatique sans générer de trop fortes contraintes mécaniques au sein de sa jonction galvanique avec la puce électronique. Enfin la nature souple de l'antenne rayonnante limite les risques de détérioration de la zone du pneumatique proche du transpondeur.
[0041] En second lieu, l'introduction de l'antenne primaire permet de dissocier des fonctions antagonistes entre dimension de l'antenne rayonnante et impédance électrique de la partie électronique de l'organe. Ainsi, il est possible de dimensionner l'antenne primaire afin d'adapter son impédance électrique à la puce pour minimiser les pertes et améliorer de
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ce fait la performance énergétique de l'organe électronique. Le dimensionnement de l'antenne rayonnante suit alors le seul critère de la fréquence de communication de l'organe électronique. L'ensemble tend à améliorer la performance de radiocommunication de l'organe électronique. [0042] Selon un mode de réalisation préférentiel, l'antenne rayonnante définissant un premier axe longitudinal, l'antenne primaire est une bobine ayant au moins une spire définissant un deuxième axe longitudinal qui est circonscrite dans un cylindre dont l'axe de révolution est parallèle au deuxième axe longitudinal et dont le diamètre est compris entre le tiers et trois fois, de préférence entre la moitié et deux fois, le diamètre moyen du ressort hélicoïdal de l'antenne rayonnante.
[0043] Ainsi, l'antenne primaire étant une antenne boucle, le transfert d'énergie entre l'antenne rayonnante et l'antenne primaire est principalement réalisé par couplage inductif. Cela impose alors une certaine proximité (pour limiter l'entrefer entre les deux antennes) entre les deux antennes nécessitant un dimensionnement de la bobine de l'antenne primaire par rapport à l'antenne rayonnante pour assurer une efficacité de transfert d'énergie suffisante pour avoir la qualité de radiocommunication souhaitée. Concrètement, l'antenne primaire peut avantageusement être de diamètre inférieur à celui de l'antenne rayonnante, dans ce cas l'ensemble de la partie électronique du transpondeur est insérée dans l'antenne rayonnante et l'ensemble est particulièrement robuste dans un environnement tel que celui d'un pneumatique.
[0044] L'antenne peut aussi être de diamètre supérieur à celui de l'antenne rayonnante, ce cas est particulièrement avantageux lorsque l'on souhaite ajouter au transpondeur radio fréquence d'autres composants électroniques, actifs ou passifs, pour réaliser des fonctions complémentaires, par exemple de surveillance de l'état du pneumatique. [0045] Selon un mode de réalisation avantageux, l'antenne rayonnante ayant une zone centrale entre deux zones latérales et l'antenne primaire ayant un plan médian perpendiculaire au deuxième axe longitudinal, les premier et deuxième axes longitudinaux sont parallèles entre eux et le plan médian de l'antenne primaire est disposé dans la zone centrale de l'antenne rayonnante.
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[0046] On entend ici par le terme « zone centrale », le cylindre défini par le diamètre intérieur du ressort hélicoïdal situé de part et d'autre du plan médian du ressort hélicoïdal et dont la hauteur correspond à 25 % de la longueur du ressort hélicoïdal, de préférence 15 % de la longueur du ressort hélicoïdal. [0047] Ainsi on assure à la fois que la distance entre les antennes rayonnante et primaire est constante le long des axes longitudinaux de ces antennes optimisant ainsi au niveau de chaque élément de longueur de l'antenne primaire un transfert d'énergie équivalent. De plus, le champ magnétique créé par une bobine parcourue par un courant électrique étant maximal au centre de la longueur de la bobine (dans le cas d'une antenne λ/2), il est préférable de placer le plan médian de l'antenne primaire dans la zone centrale de l'antenne rayonnante et plus préférentiellement au centre de celle-ci pour maximiser le champ magnétique à l'origine du couplage inductif.
[0048] Préférentiellement, dans le cas de pneumatique aptes au roulage à plat, l'antenne primaire est disposée à l'intérieur du ressort hélicoïdal monobrin de l'antenne rayonnante. Description des Figures
[0049] Les différents objets de l'invention seront mieux compris au moyen de la description détaillée qui suit, conjointement avec les figures annexés sur lesquelles les mêmes numéros de référence désignent partout des parties identiques, et dans lesquelles :
- la figure 1 illustre en coupe axiale partielle un pneumatique apte à un roulage à plat ; - les figures 2 à 7 et 13 illustrent en coupe axiale différents modes de réalisation de la zone du pneumatique délimitée par le bourrelet et le flanc comportant un organe électronique placé dans leurs structures ;
- la figure 8 présente une vue éclatée schématique d'un organe électronique ;
- la figure 9 présente une vue en perspective d'un transpondeur radio fréquence selon un mode de réalisation de l'invention dans une configuration où la partie électronique est située à l'intérieur de l'antenne rayonnante ;
- la figure 10 présente une vue en perspective d'un transpondeur radio fréquence selon l'invention dans une configuration où la partie électronique est située à l'extérieur de l'antenne rayonnante ;
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- la figure 11 présente une vue de détail d'une antenne rayonnante d'un transpondeur radio fréquence selon un mode de réalisation de l'invention ; et
- la figure 12 présente une vue en perspective de la partie électronique d'un transpondeur radio fréquence dans une configuration où la partie électronique est située à l'intérieur de l'antenne rayonnante.
Description détaillée de l'invention
[0050] La figure 1 indique les directions axiale X, circonférentielle C et radiale Z ainsi que le plan médian EP (plan perpendiculaire à l'axe de rotation du pneumatique qui est situé à mi-distance des deux bourrelets du pneumatique et passe par le milieu de l'armature de sommet) et l'axe de rotation XX du pneumatique 30.
[0051] Dans toutes les figures, le pneumatique est représenté libre, non monté sur une jante et tel que la largeur entre les deux bourrelets est ramenée à la largeur de la jante nominale ETRTO.
[0052] En ce qui concerne la direction axiale, on entend par « axialement extérieur » une direction axiale dirigée vers l'extérieur du pneumatique et par « axialement intérieur » une direction axiale dirigée vers le plan médian EP du pneumatique.
[0053] Ce pneumatique 30 apte au roulage à plat comporte un sommet 32 renforcé par une armature de sommet ou ceinture 36, un flanc 33 et un bourrelet 34, le bourrelet 34 étant renforcé avec une tringle 35. L'armature de sommet 36 est surmontée radialement extérieurement d'une bande de roulement caoutchouteuse 39. Une armature de carcasse 37 est enroulée autour de la tringle 35 dans le bourrelet 34, le retournement 38 de cette armature 37 étant par exemple disposé vers l'extérieur du pneumatique 30. L'armature de carcasse 37 est de manière connue en soi constituée d'au moins une nappe renforcée par des câbles dits « radiaux », par exemple ici textiles, c'est-à-dire que ces câbles sont disposés pratiquement parallèles les uns aux autres et s'étendent d'un bourrelet 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 40 (en anglais « inner liner ») s'étend d'un bourrelet à l'autre radialement intérieurement relativement à l'armature de carcasse 37. Le bourrelet 34 comporte une gomme protecteur 42 apte à être en contact avec la surface
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d'une jante. Il comporte aussi une première gomme de bourrage 46 s'étendant radialement extérieurement relativement à la tringle 35.
[0054] Le pneumatique 30 est apte à rouler à plat en raison de la présence d'un insert de flanc 44 disposé axialement intérieurement relativement à l'armature de carcasse 33. Cet insert 44 permet à la structure du pneumatique de supporter la charge à pression nulle.
[0055] La figure 2 présente un bourrelet 34 et une partie d'un flanc de pneumatique, le flanc comprenant au moins une partie d'une gomme de flanc 48, apte à rouler à plat selon un premier mode de réalisation de l'invention. Dans l'architecture du pneumatique de la figure 2, l'extrémité radialement intérieure de la gomme de flanc 48 par rapport à l'axe de rotation est ancrée dans le bourrelet 34 du pneumatique.
[0056] Ce bourrelet 34 comporte en plus du bourrelet du pneumatique de la figure 1 une deuxième gomme de bourrage 50 disposée axialement extérieurement relativement à la première gomme de bourrage 46. Le retournement 38 de la nappe de carcasse 37 s'étend entre les deux gommes de bourrage 46 et 50. [0057] La zone du pneumatique, délimitée par le bourrelet 34 et la partie du flanc, de la figure 2 comporte un organe électronique 2 disposé à une distance radiale Dl du point H. Le point H est un des points les plus proches de l'axe de rotation XX. La distance Dl doit être supérieure à D0 égale à 20 mm pour ne pas pénaliser la qualité de communication entre l'organe électronique et un lecteur externe. Cette distance est supérieure à la hauteur d'un crochet de jante usuel qui est de 17,5 mm. Cette distance Dl ne doit pas être trop élevée pour ne pas atteindre le milieu du flanc où les sollicitations mécaniques du flanc sont très élevées. Une distance de 30 à 40 mm est un bon compromis.
[0058] La figure 3 présente un bourrelet 34 et une partie d'un flanc de pneumatique apte à rouler à plat dont la structure est identique à celle du bourrelet et de la partie du flanc de la figure 2. L'extrémité du retournement 38 de la nappe de carcasse 37 est noté 52.
[0059] Ce bourrelet et cette partie de flanc de la figure 3 comporte un organe électronique 2 disposé radialement extérieurement à une distance radiale D2 de l'extrémité du retournement 52. Cette distance D2 est supérieure à 5 mm et de préférence supérieure à 10 mm pour écarter l'organe électronique de la singularité mécanique liée au bord du
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retournement de la nappe carcasse. Dans l'exemple présenté, l'organe électronique 2 est placé à l'interface entre la première gomme de bourrage 46 et la deuxième gomme de bourrage 52.
[0060] La figure 4 présente un bourrelet 34 et une partie d'un flanc de pneumatique apte à rouler à plat dont la structure est identique à celle du bourrelet et de la partie du flanc de la figure 2. L'extrémité radialement extérieure de la première gomme de bourrage 46 est notée 54.
[0061] La zone du pneumatique, délimitée par ce bourrelet et cette partie du flanc, de la figure 4 comporte un organe électronique 2 disposé radialement extérieurement à une distance radiale D3 de l'extrémité de la première gomme de bourrage 54. Cette distance D3 est supérieure à 5 mm et de préférence supérieure à 10 mm pour écarter l'organe électronique de la singularité mécanique liée au bord de la première gomme de bourrage 46. Dans l'exemple présenté, l'organe électronique 2 est placé à l'interface entre la nappe de carcasse 37 (plus précisément le calandrage de cette nappe de carcasse, il n'y a pas de contact direct entre l'organe électronique et les fils de renfort de la nappe de carcasse) et la première gomme de bourrage 46.
[0062] La figure 5 présente un bourrelet 34 et une partie d'un flanc de pneumatique apte à rouler à plat dont la structure est identique à celle du bourrelet et de la partie du flanc de la figure 2. [0063] La zone du pneumatique, délimitée par ce bourrelet et cette partie du flanc, de la figure 5 comporte un organe électronique 2 disposé axialement intérieurement relativement à la deuxième gomme de bourrage 50. Dans l'exemple présenté, l'organe électronique 2 est placé à l'interface entre la gomme de flanc 48 et la deuxième gomme de bourrage 50. Cette position est intéressante car elle éloigne axialement l'organe électronique de l'insert de flanc 44 qui est la zone la plus chaude en cas de roulage à plat.
[0064] La figure 6 présente un bourrelet 34 et une partie d'un flanc de pneumatique apte à rouler à plat dont la structure est identique à celle du bourrelet et de la partie du flanc de la figure 2. L'extrémité radialement et axialement extérieure de la gomme protecteur 42 est notée 56.
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[0065] La zone du pneumatique, délimitée par ce bourrelet et cette partie du flanc, de la figure 6 comporte un organe électronique 2 disposé radialement extérieurement à une distance radiale D4 de l'extrémité radialement et axialement extérieure de la gomme protecteur 42 notée 56. Cette distance D4 est supérieure à 5 mm et de préférence supérieure à 10 mm pour écarter l'organe électronique de la singularité mécanique liée au bord du protecteur 42 en raison de la différence de rigidité entre la gomme protecteur et la gomme de flanc 48. Dans l'exemple présenté, l'organe électronique 2 est placé à l'interface entre la deuxième gomme de bourrage 50 et la gomme de flanc 48.
[0066] La figure 7 présente un bourrelet 34 et une partie du flanc de pneumatique apte à rouler à plat dont la structure est identique à celle du bourrelet et de la partie du flanc de la figure 2. L'extrémité radialement intérieure de la gomme de flanc 48 est notée 58 et l'extrémité axialement et radialement extérieure de la gomme protecteur 42 est notée 56.
[0067] Dans cet exemple, le flanc 33 comporte une gomme de flanc 48 et le bourrelet comporte une gomme protecteur 42. La gomme protecteur 42 s'étend axialement de part et d'autre de la tringle jusqu'à deux extrémités radialement extérieures. L'extrémité axialement extérieure 56 de la gomme protecteur disposée axialement intérieurement relativement à la gomme flanc 48 et s'étendant radialement au-delà de l'extrémité radialement intérieure 58 de la gomme flanc, l'organe électronique est disposé à l'interface entre la gomme de flanc 48 et la gomme protecteur 42. [0068] La figure 13 présente un bourrelet 34 et une partie du flanc de pneumatique apte à rouler à plat dont la structure est identique à celle du bourrelet et de la partie du flanc de la figure 2.
[0069] Dans cet exemple, deux positions d'organes électroniques ont été indiquées. Ces deux positions sont axialement intérieure et extérieure à l'insert de flanc 44. L'organe électronique 2 est disposé à l'interface entre l'insert de flanc 44 et la gomme intérieure 40. L'organe électronique 2bis est disposé à l'interface entre l'insert de flanc 44 et la nappe de carcasse 37 de l'armature de carcasse.
[0070] La figure 8 présente un éclaté d'un organe électronique 2. Cet organe 2 comprend un transpondeur radio fréquence 1 noyé entre deux couches 3a et 3b d'un mélange
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élastomère isolant électriquement non- vulcanisé. Un tel organe électronique est un produit semi-fini apte à être intégré dans la structure d'un pneumatique lors de la fabrication de celui-ci.
[0071] Le mélange élastomère d'enrobage contient 100 pce (parties pour 100 parties d'élastomère en masse) de polymère tel qu'EPDM (ethylene propylene diene monomer rubber), caoutchouc butyle, néoprène ou d'élastomère diénique tel que SBR (styrene- butadiene rubber), polybutadiène, caoutchouc naturel, ou polyisoprène.
[0072] Le mélange peut contenir des charges de type silice, noir de carbone, craie, kaolin : - avec une charge de type silice à un taux maximum de 50 pce,
- avec une charge de type noir de carbone de grade ASTM supérieur à 700, à un taux inférieur à 50 pce ;
- avec une charge de type noir de carbone de grade inférieur ou égal à 500, a un taux maximum de 20 pce.
- il est possible d'ajouter ou de remplacer ces charges par de la craie ou du kaolin.
[0073] De tels taux et types de charges permettent de garantir une permittivité relative inférieure à 6.5, notamment à une fréquence de 915 MHz.
[0074] La rigidité à cuit du mélange d'enrobage est de préférence inférieure ou proche de celles des mélanges adjacents. [0075] Dans un premier mode de réalisation, le transpondeur radio fréquence de l'organe électronique 2 est un transpondeur radio fréquence usuel, tel que décrit dans le document WO 2012/030321 Al . Ce transpondeur comprend une puce électronique fixée sur un support ou PCB (printed circuit board) et galvaniquement connectée à deux demi-antennes. Les antennes sont des ressorts hélicoïdaux à âme en fil d'acier. [0076] Le transpondeur radio fréquence 1 de l'organe électronique 2 tel que présenté à la figure 8 correspond à un deuxième mode de réalisation de l'organe électronique 2 qui va être décrit maintenant.
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[0077] Le transpondeur radio fréquence 1 selon le deuxième mode de réalisation de l'organe électronique 2 comprend une puce électronique 22 et une antenne rayonnante 10 apte à communiquer avec un lecteur radio fréquence externe. Il comprend en plus une antenne primaire 24 connectée électriquement à la puce électronique 22 et couplée inductivement à l'antenne rayonnante 10. L'antenne rayonnante est une antenne dipôle constituée d'un ressort hélicoïdal monobrin définissant un premier axe longitudinal.
[0078] La figure 9 présente un transpondeur radio fréquence 1 dans une configuration où la partie électronique 20 est située à l'intérieur de l'antenne rayonnante 10. La forme géométrique de la partie électronique 10 est circonscrite dans un cylindre dont le diamètre est inférieur ou égal au diamètre intérieur 13 du ressort hélicoïdal. L'enfîlement de la partie électronique 20 dans l'antenne rayonnante 10 s'en trouve facilité. Le plan médian 21 de l'antenne primaire se trouve dans la zone centrale de l'antenne rayonnante et sensiblement superposé au plan médian 19 de l'antenne rayonnante 10.
[0079] La figure 10 présente un transpondeur radio fréquence 1 dans une configuration où la partie électronique 20 se trouve à l'extérieur de l'antenne rayonnante 10. La forme géométrique de la partie électronique 20 présente une cavité cylindrique 25 dont le diamètre est supérieur ou égal au diamètre extérieur 15 de l'antenne rayonnante 10. L'enfîlement de l'antenne rayonnante 10 dans la cavité cylindrique 25 de la partie électronique s'en trouve ainsi facilité. Le plan médian 21 de l'antenne primaire se trouve dans la zone centrale de l'antenne rayonnante et sensiblement dans le plan médian 19 de l'antenne rayonnante 10.
[0080] La figure 11 présente une antenne rayonnante 10 constituée d'un fil en acier 12 qui a été déformé plastiquement afin de former un ressort hélicoïdal présentant un axe de révolution 11. Ce fil d'acier est revêtu d'une couche de conduction en cuivre, aluminium, argent, zinc, or ou laiton recouverte si nécessaire d'une couche d'isolation chimique par exemple en laiton, zinc, nickel ou étain pour protéger le mélange caoutchouteux du matériau de la couche de conduction.
[0081] La conduction électromagnétique d'une telle antenne s'effectue principalement par un effet de peau, c'est-à-dire qu'elle est principalement assurée dans les couches extérieures de l'antenne. Cette épaisseur de peau est notamment fonction de la fonction de
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la fréquence de rayonnement et du matériau constitutif de la couche de conduction. À titre d'exemple, pour une fréquence UHF (par exemple 915 MHz), l'épaisseur de peau est de l'ordre de 2,1 μιη pour l'argent, 2,2 μιη pour le cuivre, 4,4 μιη pour le laiton.
[0082] Le fil d'acier peut être revêtu de ces couches puis mis en forme ; alternativement il peut aussi être mis en forme puis revêtu.
[0083] Le ressort hélicoïdal est défini tout d'abord par un diamètre d'enroulement du fil revêtu et un pas d'hélice. Ainsi, on détermine précisément des diamètres intérieur 13 et extérieur 15 du ressort hélicoïdal en prenant en comptant le diamètre du fil. La longueur du ressort 17 correspond ici à la demi- longueur d'onde du signal de transmission du transpondeur radio fréquence 1 dans une masse caoutchouteuse. Ainsi on peut définir un plan médian 19 au ressort hélicoïdal perpendiculaire à l'axe de révolution 11 séparant l'antenne rayonnante en deux parties égales. Ce plan est au milieu de la zone centrale 16 de l'antenne rayonnante, cette zone centrale 16 correspond environ à 25 % de la longueur totale de l'antenne et de préférence 15 %. [0084] La figure 12 présente la partie électronique 20 d'un transpondeur radio fréquence 1 destiné à une configuration où la partie électronique 20 est située à l'intérieur de l'antenne rayonnante 10. La partie électronique 20 comprend une puce électronique 22 et une antenne primaire 24 connectée électriquement à la puce électronique 22 par l'intermédiaire d'un circuit imprimé 26. L'antenne primaire est ici constituée par une micro bobine CMS (acronyme de Composant Monté en Surface) présentant un axe de symétrie 23. On détermine le plan médian 21 de l'antenne primaire défini par une normale parallèle à l'axe de symétrie 23 de la bobine CMS et séparant la bobine en deux parties égales. La connexion électrique entre les composants sur le circuit imprimé est réalisée à l'aide de pistes en cuivre terminé par des pastilles 27 en cuivre. La connexion électrique des composants sur le circuit imprimé est réalisée à l'aide de la technique dite du « wire bonding » par des fils 28 en or entre le composant et les pastilles 27. L'ensemble constitué du circuit imprimé 26, de la puce électronique 22 de l'antenne primaire 24 est noyé dans une masse rigide 29 en résine époxy haute température isolante électriquement constituant la partie électronique 20 du transpondeur radio fréquence 1.
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[0085] Ce transpondeur radio fréquence 1 a l'avantage d'être beaucoup plus résistant mécaniquement que les transpondeurs usuels et ainsi est particulièrement adapté à un usage sévère tel que rencontré avec des pneumatiques aptes à rouler à plat.
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Claims
1. Pneumatique adapté pour un roulage à plat, ledit pneumatique comportant un sommet, deux flancs et deux bourrelets, une armature de carcasse avec au moins une nappe de carcasse ancrée dans chaque bourrelet et un insert de flanc disposé axialement intérieurement relativement à au moins ladite nappe de carcasse, caractérisé en ce que ledit pneumatique est équipé d'un organe électronique comprenant au moins un transpondeur radio fréquence et en ce que, chaque bourrelet comportant une tringle de révolution autour d'un axe de référence et H étant un des points de ladite tringle les plus proches dudit axe de révolution, ledit organe électronique est placé axialement dans une zone du pneumatique délimitée par au moins l'un des bourrelets et l'un des flancs et radialement extérieurement à une distance radiale supérieure à 20 mm dudit point H.
2. Pneumatique selon la revendication 1, dans lequel ledit organe électronique est placé radialement extérieurement à une distance radiale inférieure à 50 mm dudit point H.
3. Pneumatique selon l'une quelconque des revendications 1 et 2, dans lequel ledit organe électronique est placé radialement extérieurement à une distance radiale comprise entre 30 et 40 mm dudit point H.
4. Pneumatique selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel, chaque bourrelet comportant une tringle de révolution autour d'un axe de référence, ladite armature de carcasse comprenant une nappe de carcasse avec un retournement autour de chacune des tringles et ledit retournement ayant une extrémité axialement extérieure, ledit organe électronique est disposé radialement extérieurement à une distance supérieure à 5 mm et de préférence 10 mm de ladite extrémité axialement extérieure de l'un desdits retournements.
5. Pneumatique selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, dans lequel, chaque bourrelet comportant une tringle de révolution autour d'un axe de référence et une gomme de bourrage s 'étendant radialement extérieurement relativement à ladite tringle, ladite
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armature de carcasse comprenant une nappe de carcasse avec un retournement autour de chacune des tringles et ladite gomme de bourrage s 'étendant radialement au-delà de l'extrémité axialement extérieure dudit retournement ledit organe électronique est disposé axialement extérieurement relativement à l'armature de carcasse et radialement à une distance radiale supérieure à 5 mm et de préférence 10 mm de l'extrémité radialement extérieure de ladite gomme de bourrage.
6. Pneumatique selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, dans lequel, chaque bourrelet comportant une tringle de révolution autour d'un axe de référence, une première et une deuxième gommes de bourrage s 'étendant radialement extérieurement relativement à ladite tringle ladite deuxième gomme de bourrage étant disposée axialement extérieurement relativement à la première, ladite armature de carcasse comprenant une nappe de carcasse avec un retournement autour de chacune des tringles et s 'étendant radialement entre lesdites première et deuxième gommes de bourrage, l'organe électronique est disposé axialement extérieurement relativement à ladite deuxième gomme de bourrage.
7. Pneumatique selon la revendication 6, dans lequel, le flanc comportant une gomme flanc disposée au moins en partie axialement extérieurement relativement à la deuxième gomme de bourrage, ledit organe électronique est disposé à l'interface entre ladite gomme flanc et ladite deuxième gomme de bourrage.
8. Pneumatique selon la revendication 6, dans lequel, le bourrelet comportant une gomme protecteur apte à venir en contact avec la surface d'une jante disposée radialement intérieurement relativement à ladite tringle et s'étendant de part et d'autre de ladite tringle jusqu'à deux extrémités radialement extérieure, l'extrémité axialement extérieure de ladite gomme protecteur s'étendant radialement au-delà de l'extrémité radialement intérieure de ladite deuxième gomme de bourrage, l'organe électronique est disposé entre ledit protecteur et ladite gomme de bourrage.
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9. Pneumatique selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, dans lequel, le flanc comportant une gomme flanc et le bourrelet comportant une gomme protecteur apte à venir en contact avec la surface d'une jante disposée radialement intérieurement relativement à ladite tringle et s'étendant de part et d'autre de celle-ci jusqu'à deux extrémités radialement extérieures, l'extrémité axialement extérieure de ladite gomme protecteur disposée axialement intérieurement relativement à la gomme flanc et s'étendant radialement au-delà de l'extrémité radialement intérieure de ladite gomme flanc, ledit organe électronique est disposé entre ladite gomme flanc et ladite gomme protecteur.
10. Pneumatique selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, dans lequel l'organe électronique est disposé à l'interface entre ledit insert de flanc et un mélange caoutchouteux adjacent.
11. Pneumatique selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel, l'armature de carcasse comprenant au moins une nappe de carcasse, l'insert de flanc est disposé axialement intérieurement relativement à au moins une nappe de carcasse.
12. Pneumatique selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel l'insert de flanc a une épaisseur maximale comprise entre 6 et 16 mm.
13. Pneumatique selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel l'organe électronique est constitué du transpondeur radio fréquence.
14. Pneumatique selon l'une quelconque des revendications 1 à 12, dans lequel l'organe électronique est constitué du transpondeur radio fréquence encapsulé dans au moins une masse de gomme d'enrobage isolante électriquement.
15. Pneumatique selon la revendication 14, dans lequel le module en extension de la masse de gomme d'enrobage est inférieur ou égal au module en extension des mélanges caoutchouteux adjacents.
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16. Pneumatique selon l'une des revendications 14 et 15, dans lequel la constante diélectrique relative de la masse de gomme d'enrobage est inférieure à la constante diélectrique relative des mélanges caoutchouteux adjacents.
17. Pneumatique selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel le transpondeur radio fréquence de l'organe électronique comprend une puce électronique et une antenne rayonnante apte à communiquer avec un lecteur radio fréquence externe.
18. Pneumatique selon la revendication 17, dans lequel, ladite antenne rayonnante comportant deux tronçons d'antennes hélicoïdales, ladite puce électronique est connectée galvaniquement audits deux tronçons d'antennes hélicoïdales.
19. Pneumatique selon la revendication 17, dans lequel le transpondeur radio fréquence de l'organe électronique comprend en plus une antenne primaire connectée électriquement à la puce électronique, dans lequel l'antenne primaire est couplée inductivement à l'antenne rayonnante, et dans lequel l'antenne rayonnante est une antenne dipôle constituée d'un ressort hélicoïdal monobrin définissant un premier axe longitudinal.
20. Pneumatique selon la revendication 19, dans lequel l'antenne primaire est une bobine ayant au moins une spire définissant un deuxième axe longitudinal qui est circonscrite dans un cylindre dont l'axe de révolution est parallèle au deuxième axe longitudinal et dont le diamètre est compris entre le tiers et trois fois, de préférence entre la moitié et deux fois, le diamètre moyen du ressort hélicoïdal de l'antenne rayonnante.
21. Pneumatique selon la revendication 20, dans lequel, l'antenne rayonnante ayant une zone centrale entre deux zones latérales et l'antenne primaire ayant un plan médian perpendiculaire au deuxième axe longitudinal, lesdits premier et deuxième axes longitudinaux sont parallèles entre eux et ledit plan médian de l'antenne primaire est disposé dans la zone centrale de l'antenne rayonnante.
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22. Pneumatique selon l'une quelconque des revendications 19 à 21, dans lequel l'antenne primaire est disposée à l'intérieur du ressort hélicoïdal monobrin de l'antenne rayonnante.
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