BR102013022127A2

BR102013022127A2 - equipamento para medir a pressão de inflação de um pneu de uma roda de veículo

Info

Publication number: BR102013022127A2
Application number: BR102013022127A
Authority: BR
Inventors: David Frank
Original assignee: Messier Bugatti Dowty
Priority date: 2012-08-30
Filing date: 2013-08-29
Publication date: 2016-05-24
Also published as: EP2703798B1; CN103660810B; FR2995078A1; FR2995078B1; EP2703798A1; CN103660810A; US8978459B2; US20140060168A1; CA2823889A1

Abstract

equipamento para medir a pressao de inflaçao de um pneu de uma roda de veículo a invenção provê equipamento de medição para medir a pressão de in?ação de um pneu de uma roda de veículo 1, o equipamento compreendendo: um corpo 16 definindo um volume interno; um orifício de comunicação 19 para colocar o volume interno do corpo 16 em comunicação com uma câmara de inflação situada entre um aro 2 e um pneu da roda e contendo um gás de inflação; um membro indicador 25 montado deslizantemente no corpo 16 de modo a definir uma separação estanque ao gás entre uma primeira câmara 26 contendo uma dada quantidade de um gás de referência e uma segunda câmara 27 para a qual o orifício de comunicação 19 conduz, de tal modo que o membro indicador 25 é submetido a pressões opostas que existem em cada uma das câmaras; e meios de identificação de posição 30 para identificar a posição do membro identificador no corpo.

Description

“EQUIPAMENTO PARA MEDIR A PRESSÃO DE INFLAÇÃO DE UM PNEU DE UMA RODA DE VEÍCULO” A invenção diz respeito a equipamento para medir a pressão de inflação de um pneu de uma roda de veículo.

ANTECEDENTES

As aeronaves mais modernas possuem trem de aterrissagem que inclui meios de medição que medem valores de parâmetros, os quais são monitorados a fim de assegurar que o trem de aterrissagem seja usado sob condições que possibilitem o alcance de metas de segurança, de manutenção e de custo operacional predeterminadas. A título de exemplo, os parâmetros que são medidos podem ser a temperatura do freio, o desgaste de disco de carbono quando os freios são freios de disco de carbono, a pressão e a temperatura de absorvedores de choque no trem de aterrissagem, a pressão do gás que infla os pneus de rodas, etc. A pressão do gás nos pneus de rodas de uma aeronave constitui-se em um parâmetro que é particularmente crítico, e ela precisa ser monitorada regularmente. Na decolagem, um pneu que está sub-inflado, ou mesmo sobre-inflado, apresenta um maior risco de estourar e projetar destroços que poderíam danificar várias peças de equipamento da aeronave. Além disso, o uso regular de pneus que estão subinflados ou sobre-inflados leva a desgaste prematuro dos pneus, e, assim, a grandes custos operacionais extras. É atualmente obrigatório medir a pressão de cada pressão de cada uma das rodas da aeronave antes de cada voo. Com este propósito, é possível ou prover à aeronave com meios integrados que possibilitem que a pressão seja medida continuamente, e que possibilitem que medições de pressão sejam transmitidas à cabine de pilotagem, ou mesmo tomar medições manualmente durante operações de manutenção enquanto a aeronave está no solo. Em ambas as situações, é utilizado um duto provido no aro de cada roda, similar àquele usado para inflar o pneu, este duto serve para colocar a parte interna do pneu em comunicação com um sensor de pressão. O valor de pressão medido é naturalmente bastante dependente da temperatura do gás, o qual por sua vez depende da temperatura externa, e que pode ser influenciada em grande medida por energia proveniente de uma operação de frenagem antes de uma tomada da medição, etc. É, portanto, essencial ou corrigir a medição de pressão em função da temperatura, ou definir limiares que dependem de temperatura além das necessidades do pneu a ser re-inflado ou deflacionado. Com este fim, é necessário medir ou avaliar a temperatura do pneu ao medir sua pressão, desse modo tornando os meios integrados mais complexos ou prolongando o tempo gasto nas operações de manutenção. Uma estimativa da pressão de inflação de um pneu pode assim ser obtida de modo muito simples, com base na posição de um membro indicador.

OBJETO DA INVENÇÃO

Um objeto da invenção é possibilitar que a pressão de um pneu seja medida sem requerer uma correção feita em função da temperatura.

SUMÁRIO DA INVENÇÃO A fim de atingir este objeto, a invenção provê equipamento de medição para medir a pressão de inflação de um pneu de uma roda de veículo, o equipamento compreendendo: um corpo definindo um volume interno; um orifício de comunicação para colocar o volume interno do corpo em comunicação com uma câmara de inflação situada entre um aro e um pneu da roda e contendo um gás de inflação; um membro indicador montado deslizantemente no corpo de modo a definir uma separação estanque ao gás entre uma primeira câmara contendo uma dada quantidade de um gás de referência e uma segunda câmara para a qual o orifício de comunicação leads, de tal modo que o membro indicador é submetido a pressões opostas que existem em cada uma das câmaras; e meios de identificação de posição para identificar a posição do membro identificador no corpo.

Assim, uma vez que o gás de referência e o gás de inflação são elevados a temperaturas que são substancialmente iguais em virtude de suas proximidades, os efeitos dessas temperaturas sobre as pressões opostas exercidas sobre o membro indicador são muito próximos e, por conseguinte, eles se compensam. Como resultado, a posição do membro indicador no corpo não depende da temperatura. A pressão no pneu pode ser assim deduzida simplesmente a partir da posição do membro indicador no corpo, sem qualquer necessidade de corrigir a medição da pressão do pneu em função da temperatura.

BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS A invenção pode ser mais bem compreendida à luz da descrição a seguir dada com referência às figuras dos desenhos anexos, em que: A fig. 1 é uma vista em seção fragmentária de uma roda de um trem de aterrissagem da aeronave instalado com o equipamento de medição de pressão da invenção. A fig. 2a é uma vista em seção longitudinal do equipamento de medição de pressão da invenção em uma primeira modalidade, um pistão do equipamento estando em uma posição retraída. A fig. 2b é uma vista em seção longitudinal do equipamento de medição de pressão da invenção em uma primeira modalidade, o pistão da modalidade estando em uma posição estendida.

As figs. 3a e 3b são vistas em seção longitudinal do equipamento de medição de pressão da invenção em uma segunda modalidade, e uma variante da segunda modalidade.

As figs. 4 e 5 são vistas em seção longitudinal de equipamento de medição de pressão em terceira e quarta modalidades.

DESCRIÇÃO DETALHADA DA INVENÇÃO

Com referência à fig. 1 e de maneira convencional, uma roda 1 de um trem de aterrissagem de aeronave tem um aro 2 confeccionado de dois meio-aros 3 recebendo um pneu 4 (representado diagramaticamente por linhas tracejadas). O aro 2 é rotativamente montado por intermédio de rolamentos de roletes cônicos 5 neste exemplo (apenas um rolamento está visível). Entre o aro 2 e o pneu 4 da roda 1 estende-se uma câmara de inflação 6 preenchida com um gás de inflação, geralmente nitrogênio. O equipamento de medição de pressão 7 da invenção é instalado em um dos meio-aros 3 a fim de medir a pressão de inflação que existe dentro da câmara de inflação 6. O equipamento de medição de pressão 7 é rosqueado em um orifício de montagem 8 que define o rosqueamento 9. É importante observar que neste ponto que uma vez que o equipamento de medição de pressão é desenhado para ser rosqueado diretamente ao aro, e necessário instalá-lo antes de inflar o pneu (e esperar que o pneu seja deflacionado antes de desenroscá-lo). É naturalmente possível fazer provisão para uso de equipamento intermediário tendo uma válvula que fica permanentemente rosqueada ao aro, tornando possível assim instalar e remover o equipamento de medição sem deflacionar o pneu. A fim de colocar a câmara de inflação 6 em comunicação com o equipamento de medição 7, o aro 2 tem um duto 12 com uma primeira extremidade 13 conduzindo até a câmara de inflação 6, e uma segunda extremidade 14 conduzindo até o orifício de montagem 8. O duto 12, semelhante aos dutos que são usados para inflar os pneus, serve para colocar a câmara de inflação 6 em comunicação com o equipamento de medição de pressão 7, de modo que o equipamento é submetido a uma pressão de inflação próxima à pressão que existe dentro da câmara de inflação.

Com referência às figs. 2a e 2b, o equipamento de medição de pressão 7 em uma primeira modalidade compreende um corpo 16 projetando-se desde o aro 2 e uma peça de extremidade de montagem 17 que é rosqueada em parte a fim de cooperar com o rosqueamento 9 no orifício de montagem 8. A peça de extremidade de montagem 17 tem uma junta de vedação 18, neste exemplo um anel O-ring, servindo para prover vedação entre o duto 12 e o exterior da roda, a fim de impedir o pneu 4 de deflacionar quando o equipamento de medição de pressão 7 é instalado. Uma abertura 19 é feita na extremidade de montagem de modo a possibilitar que uma certa quantidade de gás de inflação penetre no interior do corpo 16 através do duto 12. O corpo 16 define um volume interno no qual um pistão 25 é montado para deslizar de maneira selada, provendo uma separação estanque a vazamento entre uma primeira câmara 26 e uma segunda câmara 27. O movimento do pistão 25 é limitado por uma camisa 22 montada estacionária no volume interno do corpo 16. A fim de prover vedação entre a primeira câmara 26 e a segunda câmara 27, o pistão 25 é provido com uma junta de vedação 28, neste exemplo, um anel O-ring. O pistão 25 também é preso à camisa 22 através de um fole 23 que se estende em um espaço anular 24 definido entre a camisa 22 e o corpo 16. O fole 23 serve para impedir qualquer troca de gás entre a primeira câmara 26 e a segunda câmara 27 do corpo 16. A primeira câmara 26 do corpo 16 é pré-preenchida com uma dada quantidade de um gás de referência (por exemplo, nitrogênio ou hélio). O pré-preenchimento é realizado antes de montar o equipamento de medição no aro de roda (por exemplo, durante fabricação do equipamento de medição). Por intermédio do fole 23, a quantidade de gás de referência contida na primeira câmara é mantida constante. A segunda câmara 27, para a qual a abertura 19 leads, se torna preenchida com o gás de inflação quando o pneu da roda é inflado, de tal modo que quando o pneu é inflado a pressão no interior da segunda câmara é igual à pressão de inflação do pneu. O pistão 25 é então submetido a pressões opostas conforme exercidas pelo gás de referência e pelo gás de inflação. O pistão 25 então assume uma posição dependendo do valor da pressão de inflação. É, portanto, possível determinar o valor da pressão de inflação determinando a posição do pistão 25. É importante observar neste ponto que uma vez que o gás de inflação e o gás de referência são tomados a temperaturas que são substancialmente idênticas como resultado da proximidade das mesmas, os efeitos destas temperaturas sobre as pressões opostas exercidas sobre o pistão 25 são muito próximos e eles se compensam. A posição do pistão 25 no corpo 16, por conseguinte, não depende de temperatura, e, como resultado, não existe necessidade de corrigir a medição da pressão do pneu.

Assim, na fig. 2a, o pistão 25 está mostrado em uma posição chamada "retraída" correspondendo a uma pressão de inflação que é grande o suficiente para a pressão de inflação recuar o pistão 25 de modo que ele vem apoiar-se na camisa 22, desse modo o volume da primeira câmara 26 está em um mínimo enquanto o volume da segunda câmara 27 está em um máximo. v Por outro lado, na fig. 2b, o pistão 25 está mostrado em uma posição chamada "estendida", correspondendo a uma pressão de inflação que é pequena o suficiente para permitir à pressão exercida pelo gás de referência recuar o pistão 25 para ir de encontro à extremidade do corpo 16, de tal modo que o volume da primeira câmara 26 está em um máximo e o volume da segunda câmara 27 é praticamente zero. 4 Naturalmente, se o pneu é apropriadamente inflado, então o pistão 25 encontra uma posição de equilíbrio que é intermediária entre aquelas duas posições extremas. A fim de determinar a posição do pistão 25, um sensor do tipo transformador diferencial linear variável (na sigla em inglês) 30 é usado, o qual é constituído de uma haste de metal 31 presa ao pistão 25 do fole 23, e de um elemento de medição oco 23 de formato de fora externo. No elemento de medição 32 existem dispostos três bobinas sobre um eixo comum: uma bobina primária 33 e duas bobinas secundárias 34 e 35. As bobinas 33, 34, e 35 são eletricamente conectadas a um módulo elétrico 36 (as conexões elétricas não estão mostradas para simplificar a figura), dito módulo tem meio gerador 37 para aplicar uma tensão à bobina primária 33, e meio de medição 38 para medir as tensões nas bobinas secundárias 34 e 35, cujas tensões dependem da extensão na qual a haste de metal 31 é impulsionada para o elemento de medição 32, e assim na posição do pistão 25. O módulo elétrico 36 também é conectado a uma antena 40 do equipamento de medição 7 e inclui meio transmissor 41 disposto para formar as medições realizadas pelo sensor de movimento linear 30 e para transmiti-las por uma conexão de rádio através da antena 40. Estes dados são transmitidos para equipamentos de comunicação 42 situados na aeronave ou trazidos para a proximidade da roda 1 por um operador no solo. É importante que seja observado que uma fonte de energia elétrica para o módulo elétrico 36 e o sensor de movimento linear 30 pode ser provida por vários meios que não estão mostrados aqui, por exemplo, transmitindo energia elétrica por uma conexão de radiofrequência, ou por intermédio de uma bateria instalada no equipamento de medição 7, ou mesmo por meio gerador de energia (por exemplo, meio para transformar vibração em energia elétrica, ou mesmo um gerador de tacômetro que provê a velocidade de rotação das rodas principais).

Faz-se referência à fig. 3a na qual referências numéricas para elementos em comum têm um cem acrescido a mesma, a figura mostrando uma segunda modalidade compreendendo equipamento de medição 107 que não tem mais um sensor de movimento linear, mas, ao contrário, um detector de contato 143. O detector de contato 143 é colocado na extremidade de um elemento de medição 132 e é para detector contator com uma haste 131 presa a um pistão 125. O pistão 125, a haste 131, e o detector de contato 143 são dispostos de uma tal maneira que a haste 131 entra em contato com o detector de contato 143 quando o pistão 125 está em uma posição retraída. O sinal de contato é então transmitido a um módulo elétrico 136. Assim, nesta segunda modalidade, uma situação é detectada na qual a pressão de inflação é maior que um limiar predeterminado. A título de exemplo, o equipamento de medição pode ser dimensionado de uma tal maneira que o sinal de contator é emitido, contanto que a pressão de inflação seja maior que uma pressão mínima abaixo da qual é apropriado assegurar uma operação de manutenção para reinflar o pneu. A operação de manutenção é assim decidida com base em quando o sinal de contator não é mais emitido. A fig. 3b mostra uma variante da segunda modalidade do equipamento de medição 207 da invenção. Nesta variante, o equipamento enclausurado 207 é provido com um primeiro detector de contato 243, de disposição e tipo semelhantes ao detector de contato 143 descrito acima, servindo para emitir um primeiro sinal de contato a um módulo elétrico 236, e com um segundo detector de contato 244 transmitindo um segundo sinal de contato ao módulo elétrico 236 indicando que o pistão está em uma posição estendida. Assim, nesta variante da segunda modalidade, uma primeira posição é detectada, na qual a pressão de inflação é maior que um primeiro limiar predeterminado, e uma segunda situação é detectada, na qual a pressão de inflação é menor que um segundo limiar predeterminado. A título de exemplo, o equipamento de medição pode ser dimensionado de uma tal maneira que o primeiro sinal e o segundo sinal são emitidos respectivamente quando a pressão de inflação está acima e abaixo de uma pressão máxima e acima e abaixo de uma pressão mínima, além das quais é apropriado chamar uma operação de manutenção para deflacionar ou reinflar o pneu.

Com referência à fig. 4 e em uma terceira modalidade, o equipamento de medição 307 da invenção inclui um comparador de quadrante (“dial comparator”) 345. O comparador de quadrante compreende um corpo 346, um mostrador 347, e uma haste de comparador 348. A haste do comparador 348 está em contato com uma ponta 349 de uma haste 331 presa ao pistão 325. A haste de comparador 348 é disposta para deslizar no corpo 346 a uma extensão que depende da posição da ponta 349 da haste 331 e, assim, da pressão de inflação de um pneu. O mostrador 347 tem uma escala e um apontador (não mostrado nos desenhos), com a posição angular do apontador dependendo da posição linear da haste, e provendo uma indicação visual que é representativa da pressão de inflação do pneu.

Com referência à fig. 5 e uma quarta modalidade, o equipamento de medição 407 da invenção compreende um corpo 416 dotado de uma janela transparente 450 (por exemplo, feita de material plástico transparente) que é marcado com uma escala 451. A porção transparente 450 é disposta de tal maneira que um pistão 425 de posição que depende da pressão de inflação de um pneu fica visível através da porção transparente 450, de modo que, dependendo da posição do pistão, a escala 451 provê uma indicação representativa da pressão de inflação. O equipamento de medição da invenção na terceira e quarta modalidades provê uma indicação visível da pressão de inflação que pode ser vista por um operador no solo. É importante que seja observado que nestas modalidades, é necessário que o equipamento de medição seja montado em uma face de um aro que dê acesso visível fácil ao equipamento. Além de sua simplicidade e sua robustez, o equipamento de medição na terceira e quarta modalidades da invenção apresenta a vantagem de não requerer qualquer fonte de alimentação elétrica, uma vez que ele opera totalmente mecanicamente. A invenção não está limitada às modalidades particulares descritas acima, mas, ao contrário, abrange qualquer variante enquadrando-se no âmbito da invenção conforme definida pelas reivindicações.

Embora o equipamento de medição seja provido com fole, é possível usar outros meios para impedir troca de gás entre as câmaras no corpo, por exemplo, uma ou mais juntas adicionais montadas no pistão.

Embora meios de identificação de posição particulares estejam descritos (um sensor de movimento linear, um detector de contato, um comparador de quadrante , uma janela), também é possível usar outros meios de identificação de posição para identificar a posição do pistão. Em particular, é possível substituir um sensor LVDT por outro tipo de sensor passive de movimento linear, que pode ser do tipo indutivo, capacitivo, ou potenciômetro, etc. Também é possível substituir o detector de contato por um detector de proximidade. Finalmente, é possível substituir o comparador de quadrante ou a janela com outro meio de indicador visual, por exemplo, um indicador que muda de cor dependendo da pressão (a título de exemplo, provisão poderia ser feita para um indicador que assume uma cor verde quando o valor da pressão de inflação está normal, e uma cor vermelha quando ele está anormalmente baixo).

Embora disposições particulares estejam descritas par ao meio indicador de posição, para o módulo elétrico, para a antena, e para outros elementos do equipamento, a invenção se aplica naturalmente a outras disposições destes elementos. Por exemplo, as bobinas e a haste do LVDT podem ser posicionadas dentro da câmara que é preenchida com gás de inflação, ou o módulo elétrico pode ficar situado em dita câmara ou na câmara preenchida com o gás de referência.

Claims

1. Equipamento de medição para medir a pressão de inflação de um pneu de uma roda de veículo (1), o equipamento caracterizado por compreender: um corpo (16) definindo um volume interno; um orifício de comunicação (19) para colocar o volume interno do corpo (16) em comunicação com uma câmara de inflação (6) situada entre um aro (2) e um pneu (4) da roda e contendo um gás de inflação; um membro indicador (25; 125; 325) montado deslizantemente no corpo (16) de modo a definir uma separação estanque ao gás entre uma primeira câmara (26) contendo uma dada quantidade de um gás de referência e uma segunda câmara (27) para a qual o orifício de comunicação (19) conduz, de modo que o membro indicador (25; 125; 325) seja submetido a pressões opostas que existem em cada uma das câmaras; e meios de identificação de posição (30; 143; 243, 244; 345; 451) para identificar a posição do membro identificador no corpo, os meios de identificação de posição incluindo um sensor (30) para detectar a posição do membro indicador.

2. Equipamento de medição de pressão do pneu de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que os meios de identificação de posição compreendem uma janela (450) no corpo que possibilita que a posição do membro indicador seja visualizada.

3. Equipamento de medição de pressão do pneu de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que os meios de identificação de posição compreendem um comparador de quadrante (345) disposto no corpo e incluindo uma marca de referência e um apontador mecanicamente conectado ao membro indicador (325), de modo que a posição do apontador em relação à marca indique a pressão de inflação.

4. Equipamento de medição de pressão do pneu de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o sensor de posição (30) compreende um sensor móvel linear passivo do tipo indutor, ou capacitor, ou potenciômetro.

5. Equipamento de medição de pressão do pneu de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o sensor de posição (30) compreende um detector de contato ou um detector de proximidade.

6. Equipamento de medição de pressão do pneu de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que inclui ainda meios transmissores (40, 41) para transmitir informações geradas pelos meios de identificação de posição a um dispositivo de comunicação (42) instalados no veículo ou postos na proximidade do veículo.

7. Equipamento de medição de pressão do pneu de acordo com a reivindicação 6, caracterizado pelo fato de que os meios transmissores (40, 41) incluem uma antena (40).

8. Equipamento de medição de pressão do pneu de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o membro indicador (25; 125; 325) é preso a um fole (23; 123; 323; 423) incorporado no volume interno do corpo.