BR112018009694B1 - Circuito de controle para controlar a pressão de uma roda de pneu e roda - Google Patents
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Abstract
circuito de controle para controlar a pressão de uma roda de pneu. trata-se de um circuito de controle para controlar a pressão de uma roda de pneu, sendo que a roda de pneu compreende: um aro (r); um tubo interno (s), fixável ao aro (r), que encerra um primeiro volume (a); um pneu (t), fixado ao aro (r), que encerra o tubo interno (s) e um segundo volume (b) externo ao tubo interno (s), sendo que o circuito de controle compreende: uma linha de pressão controlada (c), conectável a um compressor; uma primeira linha (11), conectável à linha de pressão controlada (c) e conectada ao primeiro volume (a) para introduzir ar no interior do primeiro volume (a); uma segunda linha (12), conectável à linha de pressão controlada (c) e conectada ao segundo volume (b) para introdução de ar para o interior do segundo volume (b). o circuito de controle compreende ainda uma primeira válvula de carretel (v1), que é uma válvula de três direções e duas posições, tendo uma primeira posição, na qual a linha de pressão controlada (c) é conectada à primeira linha (11), e uma segunda posição, na qual a linha de pressão controlada (c) é conectada à segunda linha (12). a primeira válvula de carretel (v1) é normalmente mantida na primeira posição e ela é comutável para a segunda posição se a pressão no primeiro volume (a) ultrapassar uma pressão predeterminada.
Description
[001] A invenção refere-se a um circuito de controle para controlar a pressão de uma roda de pneu.
[002] A invenção é, particularmente, adequada para uso em máquinas de operação e tratores que podem realizar operações em campos e operações em estradas.
[003] Durante as operações em campos, uma pressão menor do pneu é preferida, ao passo que, durante as operações em estradas e viagens, uma pressão maior do pneu é preferida para melhorar o conforto do motorista e para reduzir o consumo de combustível.
[004] A fim de reduzir os tempos de enchimento/esvaziamento, estão disponíveis algumas rodas que compreendem um tubo interno, encerrando um volume inativo (“dummy”), fixado ao aro dentro do pneu. O tubo interno é normalmente enchido e mantido a uma alta pressão. O volume no interior do pneu e externo ao tubo interno é, ao contrário, enchido/esvaziado a fim de aumentar/diminuir a pressão do pneu. Dessa forma, apenas um volume limitado, muito menor do que o volume global encerrado pelo pneu, precisa ser enchido/esvaziado, de tal modo que o tempo necessário para ambas as operações é sensivelmente reduzido.
[005] As rodas disponíveis são controladas por meio de vários circuitos, compreendendo pelo menos uma linha para encher/esvaziar o tubo interno e pelo menos uma linha separada para encher/esvaziar o volume do pneu. Tais circuitos são muito complexos e de difícil controle, e, além disso, requerem a adoção de juntas de rotação complexas, que devem permitir a alimentação de ar de ambas as linhas. Um outro inconveniente das rodas e dos circuitos de controle disponíveis é que a sua adoção é extremamente difícil nas máquinas existentes, que não foram especificamente projetadas.
[006] O documento US201315082 descreve um pneu de fricção variável que inclui uma porção de parede de pneu, uma porção de passo, um tubo inflável primário e um tubo inflável secundário, no entanto, este documento não descreve um sistema de válvulas para gerenciar a pressão dos pneus.
[007] O objetivo da presente invenção é fornecer um circuito de controle que permite o controle da pressão do pneu de uma roda de uma maneira simples e eficaz.
[008] Uma vantagem do circuito de acordo com a invenção é que ele requer uma única linha de alimentação.
[009] Uma outra vantagem do circuito de acordo com a invenção é que ele não requer nenhum tipo de controle elétrico/eletrônico.
[010] Uma outra vantagem do circuito de acordo com a invenção é que ele pode ser adotado praticamente em qualquer máquina existente.
[011] Outras características e vantagens da invenção se tornarão mais evidentes a partir da descrição a seguir e das figuras de duas realizações particulares, porém não exclusivas, da invenção, em que: A Figura 1 revela uma primeira realização do circuito que não está de acordo coma invenção, mas útil para a sua compreensão; e A Figura 2 revela uma segunda realização do circuito de acordo com a invenção.
[012] Com referência à Figura 1, o circuito de controle é conectado a uma roda de pneu compreendendo um aro (R). Um tubo interno (S), que encerra um primeiro volume (A), é fixável ao aro (R), permanentemente ou por meio de uma junta perfilada, que se ergue no enchimento do tubo interno (S). Um pneu (T) é também fixado ao aro (R), que encerra o tubo interno (A) e um segundo volume (B) externo ao tubo interno (A).
[013] Vantajosamente, o tubo interno (S) é feito de tecido, por exemplo, o tecido usado para sacos amortecedores autoinfláveis (air-bags). Dessa forma, o tubo interno é flexível, porém substancialmente inextensível, e ele pode ser projetado a fim de assumir um formato desejado, quando enchido à pressão máxima. Preferencialmente, o tubo interno é projetado de modo que não encha completamente o volume do pneu (T), a fim de deixar o filamento do pneu (T) livre para deformação sob condições de trabalho.
[014] É possível fornecer uma estrutura rígida que cubra o tubo interno (S), a fim de tornar o tubo interno (S) substancialmente inextensível.
[015] O circuito de controle compreende uma linha de pressão controlada (C), conectável a um compressor ou, em geral, a uma fonte de ar comprimido, por exemplo, o compressor normalmente integrado às máquinas de operação.
[016] Uma primeira linha (11) é conectável à linha de pressão controlada (C) e é conectada ao primeiro volume (A) para introduzir ar para o interior do primeiro volume (A).
[017] Uma segunda linha (12) é conectável à linha de pressão controlada (C) e é conectada ao segundo volume (B) para introdução de ar no interior do segundo volume (B).
[018] O circuito de controle compreende ainda uma primeira válvula de bobina (V1), que é uma válvula de três direções e duas posições, tendo uma primeira posição, na qual a linha de pressão controlada (C) é conectada à primeira linha (11), e uma segunda posição, na qual a linha de pressão controlada (C) é conectada à segunda linha (12).
[019] A primeira válvula de bobina (V1) é normalmente mantida na primeira posição.
[020] A primeira válvula de bobina (V1) é comutável para a segunda posição se a pressão no primeiro volume (A) ultrapassar uma pressão predeterminada.
[021] A adoção da primeira válvula de bobina (V1) permite o enchimento separado do primeiro volume (A) e do segundo volume (B) por meio de uma única linha de pressão controlada (C). Essa única linha de pressão controlada (C) pode ser pela válvula de enchimento das rodas comuns, isto é, as rodas que são enchidas por meio de dispositivos que não fazem parte da máquina ou do trator, ou uma linha conectada ao sistema de controle de pressão do pneu, se a máquina ou o trator for assim fornecido.
[022] A realização da Figura 1, que não está de acordo com a presente invenção, porém útil para sua compreensão, funciona como a seguir.
[023] A primeira válvula de bobina (V1) fica normalmente aberta, isto é, ela é mantida na primeira posição por meio, por exemplo, de uma mola. Nessa condição, o fornecimento de ar para a linha de pressão controlada (C) enche o primeiro volume (A) através da primeira linha (11). Quando a pressão no interior do primeiro volume (A) atinge um valor predeterminado, suficiente para ultrapassar a força que mantém a bobina na primeira posição, a primeira válvula de bobina (V1) comuta para a segunda posição e a linha de pressão controlada (C) é posta em comunicação com a segunda linha (12), de modo que o segundo volume (B) seja enchido. Preferencialmente, a primeira válvula de bobina (V1) é conduzida para a segunda posição pela pressão no interior da primeira linha (11).
[024] Vantajosamente, uma válvula de bobina de saída (V2) é conectada à segunda linha (12) e a uma linha de saída (D). A válvula de bobina de saída (V2) é uma válvula de duas direções e duas posições e tem uma primeira posição, na qual ela fecha uma conexão entre a segunda linha (12) e a linha de saída (D), e uma segunda posição, na qual ela abre uma conexão entre a segunda linha (12) e a linha de saída (D). A dita válvula de bobina de saída (V2) é normalmente mantida na primeira posição, por exemplo, por meio de uma mola. A válvula de bobina de saída (V2) é comutável para a segunda posição se a pressão no segundo volume (B) ultrapassar uma pressão predeterminada.
[025] A função da válvula de bobina de saída (V2) é conforme a seguir.
[026] Quando a pressão no interior do segundo volume (B) atinge um valor predeterminado, suficiente para ultrapassar a força que mantém a bobina na primeira posição, a válvula de bobina de saída (V2) comuta para a segunda posição. Nessas condições, a segunda linha (12) é posta em comunicação com a linha de saída (D) e o enchimento do segundo volume (B) cessa. Particularmente, a válvula de bobina de saída é conduzida para a segunda posição pela pressão na segunda linha (12).
[027] Particularmente, a válvula de bobina de saída (V2) é fornecida com dispositivos de ajuste que permitem regular a pressão requerida para comutar a bobina da primeira posição para a segunda posição. Particularmente, os ditos dispositivos de ajuste compreendem um parafuso atuando sobre uma mola que empurra a bobina em direção à primeira posição. Dessa forma, a fim de esvaziar o segundo volume (B), é suficiente atuar nos dispositivos de ajuste e reduzir a pressão requerida para comutar a bobina da primeira posição para a segunda posição.
[028] O circuito de controle pode ser fornecido com pelo menos uma primeira válvula de retenção (C1), colocada ao longo da linha de pressão controlada (C) para evitar refluxo a partir da primeira válvula de bobina (V1), e/ou uma segunda válvula de retenção (C2), colocada ao longo da primeira linha (11) para evitar refluxo a partir do primeiro volume (A).
[029] Na segunda realização, mostrada na Figura 2, que está de acordo com a presente invenção, o circuito de controle compreende uma segunda válvula de bobina (V3), colocada ao longo da segunda linha (12) entre a primeira válvula de bobina (V1) e o segundo volume (B), e uma terceira válvula de bobina (V4), colocada ao longo da segunda linha (12) entre a segunda válvula de bobina (V3) e o segundo volume (B).
[030] A segunda válvula de bobina (V3) é uma válvula de três direções e duas posições tendo uma primeira posição, na qual conecta o segundo volume (B) a uma linha de saída (D), e uma segunda posição, na qual conecta a segunda linha (12) ao segundo volume (B).
[031] A terceira válvula de bobina (V4) é uma válvula de duas direções e duas posições tendo uma primeira posição, na qual ela fecha a segunda linha (12), e uma segunda posição, na qual ela abre a segunda linha (12).
[032] Tanto a segunda quanto a terceira válvulas de bobinas são normalmente mantidas em suas primeiras posições.
[033] A terceira válvula de bobina (V4) é comutável para a segunda posição se a pressão no interior da segunda linha (12) ultrapassar a primeira pressão predeterminada.
[034] A segunda válvula de bobina (V3) é comutável para a segunda posição se a pressão no interior da segunda linha (12) ultrapassar uma segunda pressão predeterminada maior do que a dita primeira pressão predeterminada.
[035] O circuito de controle da segunda realização funciona como a seguir.
[036] Com todas as válvulas de bobina (V1, V3, V4) estando em suas primeiras posições, a alimentação de ar para a linha de pressão controlada (C) enche o tubo interno (S) através da primeira linha (11). Quando a pressão no interior do tubo interno (S) atinge um valor predeterminado, isto é, a pressão de enchimento desejada, a primeira válvula de bobina (V1) comuta para a segunda posição, pondo em comunicação a linha de pressão controlada (C) com a segunda linha (12). Além disso, nesse caso, a primeira válvula de bobina (V1) é conduzida para a segunda posição pela pressão no interior da primeira linha (11). Particularmente, tanto a segunda quanto a terceira válvulas de bobinas são conduzidas para suas segundas posições pela pressão no interior da segunda linha (12) entre a primeira válvula de bobina (V1) e a segunda válvula de bobina (V3).
[037] Com a segunda válvula de bobina (V3) estando na segunda posição, a pressão no interior da segunda linha (12) aumenta. Quando essa pressão ultrapassa o primeiro valor de pressão predeterminado, a terceira válvula de bobina (V4) comuta para a segunda posição. A pressão no interior da segunda linha (12) continua a aumentar e, quando a segunda pressão predeterminada é atingida, a segunda válvula de bobina (V3) também comuta para a segunda posição.
[038] Estando tanto a segunda quanto a terceira válvulas de bobinas (V3, V4) em suas segundas posições, o segundo volume (B) é alimentado com ar através da segunda linha e o pneu (T) enche.
[039] Quando a pressão no interior do pneu (T) atinge um valor desejado, medido por meio de um sensor de pressão não representado na Figura 2, a alimentação de ar é cessada e a segunda e a terceira válvulas de bobina (V3, V4) comutam para suas primeiras posições, fechando o segundo volume (B). A primeira válvula de bobina (V1) é mantida na segunda posição pela pressão no interior do tubo interno (S), porém o tubo interno (S) não pode esvaziar de forma alguma devido à presença de uma válvula de retenção (C2) na primeira linha (11). Como seria possível esvaziar o tubo interno?
[040] Nas condições acima, estando a primeira válvula de bobina na segunda posição e a segunda e a terceira válvulas de bobina (V3, V4) na primeira posição, se o ar for alimentado à linha de pressão controlada (C) a uma pressão maior do que a primeira pressão predeterminada, porém inferior à segunda pressão predeterminada, a terceira válvula de bobina (V4) comuta para a segunda posição, ao passo que a segunda válvula de bobina (V3) permanece na primeira posição. Nessas condições, o segundo volume é posto em comunicação com a linha de saída (D) e o pneu esvazia. Consequentemente, na segunda realização da invenção não apenas o enchimento é possível através de uma única linha de pressão controlada (C), mas também o esvaziamento do pneu (T) é possível através da mesma linha de pressão controlada (C) por meio de uma pressão adequada.
[041] O circuito de controle da segunda realização é particularmente vantajoso em combinação com um sistema de monitoramento de pressão de pneu, que está disponível em algumas máquinas de operação. Como conhecido no campo da técnica, tal sistema de monitoramento compreende um sensor de pressão para cada roda da máquina de operação, instalado para detectar a pressão no interior do respectivo pneu, e uma junta de vedação rotacional para cada roda. Cada junta de vedação rotacional é normalmente fornecida no cubo de uma roda e ela é projetada de forma a permitir que a roda gire e para colocar em comunicação o volume interno do pneu com uma linha de alimentação de ar, que, por sua vez, está conecta a um compressor integrado à máquina de operação. Uma unidade de controle comanda o enchimento ou esvaziamento de cada pneu único com base nas condições de operação e no sinal de cada sensor de pressão.
[042] O circuito de controle da segunda realização pode ser fixado ao aro (R) e interposto entre a junta rotacional e o primeiro e o segundo volumes (A, B). A junta rotacional pode ser, consequentemente, projetada para fornecer uma única linha de pressão controlada. Além disso, como já explicado, nenhum componente elétrico/eletrônico adicional precisa ser instalado para atuar o circuito de controle.
Claims (4)
1. CIRCUITO DE CONTROLE PARA CONTROLAR A PRESSÃO DE UMA RODA DE PNEU sendo que a roda de pneu compreende: um aro (R); um tubo interno (S), que encerra um primeiro volume (A); um pneu (T), fixado ao aro (R), que encerra o tubo interno (S) e um segundo volume (B) externo ao tubo interno (S); sendo que o circuito de controle compreende: uma linha de pressão controlada (C), conectável a um compressor; uma primeira linha (11), conectável à linha de pressão controlada (C) e conectada ao primeiro volume (A) para introduzir ar no interior do primeiro volume (A); uma segunda linha (12), conectável à linha de pressão controlada (C) e conectada ao segundo volume (B) para introduzir ar no interior do segundo volume (B); caracterizado pelo fato de que: o dito circuito de controle compreende uma primeira válvula de bobina (V1), que é uma válvula de três direções e duas posições, tendo uma primeira posição na qual a linha de pressão controlada (C) é conectada à primeira linha (11), e uma segunda posição, na qual a linha de pressão controlada (C) é conectada à segunda linha (12); a primeira válvula de bobina (V1) é normalmente mantida na primeira posição; a primeira válvula de bobina (V1) é comutável para a segunda posição se a pressão no primeiro volume (A) ultrapassar uma pressão predeterminada; o dito circuito de controle compreende, adicionalmente, uma segunda válvula de bobina (V3), colocada ao longo da segunda linha (12) entre a primeira válvula de bobina (V1) e o segundo volume (B); o dito circuito de controle compreende, adicionalmente, uma terceira válvula de bobina (V4), colocada ao longo da segunda linha (12) entre a segunda válvula de bobina (V3) e o segundo volume (B); a segunda válvula de bobina (V3) é uma válvula de três direções e duas posições, tendo uma primeira posição, na qual conecta o segundo volume (B) a uma linha de saída (D), e uma segunda posição, na qual conecta a segunda linha (12) ao segundo volume (B); a terceira válvula de bobina (V4) é uma válvula de duas direções e duas posições, tendo uma primeira posição, na qual ela fecha a segunda linha (12), e uma segunda posição, na qual ela abre a segunda linha (12); tanto a segunda quanto a terceira válvulas de bobina são normalmente mantidas em suas primeiras posições; a terceira válvula de bobina (V4) é comutável para a segunda posição se a pressão no interior da segunda linha (12) ultrapassar uma primeira pressão predeterminada; a segunda válvula de bobina (V3) é comutável para a segunda posição se a pressão no interior da segunda linha (12) ultrapassar uma segunda pressão predeterminada maior do que a dita primeira pressão predeterminada.
2. CIRCUITO DE CONTROLE, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pela primeira válvula de bobina (V1) ser conduzida para a segunda posição pela pressão no interior da primeira linha (11).
3. CIRCUITO DE CONTROLE, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por tanto a segunda quanto a terceira válvulas de bobina serem conduzidas para as suas segundas posições pela pressão no interior da segunda linha (12) entre a primeira válvula de bobina (V1) e a segunda válvula de bobina (V3).
4. RODA que compreende: um aro (R); um tubo interno (S), que encerra um primeiro volume (A); um pneu (T), fixado ao aro (R), que encerra o tubo interno (S) e um segundo volume (B) externo ao tubo interno (S); uma junta de vedação rotacional (J), conectada ao aro e conectável a um eixo geométrico do veículo, para introduzir ar nos ditos primeiro e segundo volumes (A, B); caracterizada pela dita roda compreender, adicionalmente, um circuito de controle conforme definido em qualquer uma das reivindicações 1 a 3, conectado ao aro (R) e interposto entre a junta de vedação rotacional e os ditos primeiro e segundo volumes (A, B).
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| B06U | Preliminary requirement: requests with searches performed by other patent offices: procedure suspended [chapter 6.21 patent gazette] | ||
| B09A | Decision: intention to grant [chapter 9.1 patent gazette] | ||
| B16A | Patent or certificate of addition of invention granted [chapter 16.1 patent gazette] |
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