CN103660810A - 用于交通工具轮子轮胎的充气压力测量设备 - Google Patents

Abstract

本发明提供用于测量交通工具轮子（1）的轮胎的充气压力测量设备，该设备包括：·本体（16），该本体（16）限定内部容积；·连通孔（19），该连通孔（19）用于使本体（16）的内部容积与位于轮子的轮辋（2）与轮胎之间并容纳充气气体的充气腔室连通；·指示件（25），该指示件（25）可滑动地安装在本体（16）内从而限定容纳给定量参照气体的第一腔室（26）与连通孔（19）所通向的第二腔室（27）之间的气密分隔，使得指示件（25）经受每个腔室内存在的相反压力；以及·位置识别装置（30），该位置识别装置（30）用于识别指示件在本体内的位置。

Description

用于交通工具轮子轮胎的充气压力测量设备

技术领域

本发明涉及用于交通工具轮子轮胎的充气压力测量设备。

背景技术

最先进的飞机具有包括测量装置的起落架，测量装置用于测量所监测的参数值以确保起落架在能够实现预定安全性、维护和运行成本目标的条件下使用。例如，测量的参数可以是制动温度、当制动器是碳盘制动器时的碳盘磨损、起落架中减震器的压力和温度、轮子轮胎的充气压力等。

飞机轮子轮胎内的气压构成尤其关键的参数，且该参数需要定期监测。起飞时，充气不足或实际上过充的轮胎具有可能损坏飞机的各种设备件的爆裂和喷出碎片的主要风险。此外，充气不足或过充轮胎的经常使用致使轮胎过早磨损，且因此导致大量额外运行成本。

现在在每次飞行之前强制测量飞机轮的每个轮胎的压力。为此目的，或者能够为飞机提供能够连续测量压力并能够将压力测量值传递到驾驶舱的机载装置，或者当飞机在地面上时在维护操作期间手动取得测量值。在两种情况下，利用设置在每个轮的轮辋内的导管，类似于对轮胎充气所用的导管，该导管用于将轮胎内部与压力传感器连通。

测得的压力值自然高度取决于气体的温度，气体的温度本身取决于外部温度，并可能很大程度上受到进行测量之前来自制动操作能量等的影响。

因此关键是根据温度矫正压力测量值，或者限定取决于温度的阈值，超过该阈值轮胎就需要重新充气或放气。为此目的，当测量其压力时必须测量或估计轮胎的温度，由此使得机载装置更复杂或延长维护操作所花费的时间。这样可基于指示件的位置非常简单地得到轮胎的充气压力的估值。

发明内容

本发明的目的是能够测量轮胎的压力而无需根据温度进行校正。

为了实现该目的，本发明提供测量交通工具轮子轮胎的充气压力的测量设备，该设备包括：

·本体，该本体限定内部容积；

·连通孔，该连通孔用于使本体的内部容积与位于轮子的轮辋与轮胎之间并容纳充气气体的充气腔室连通；

·指示件，该指示件可滑动地安装在本体内从而限定容纳给定量参照气体的第一腔室与连通孔所通向的第二腔室之间的气密分隔，使得指示件经受每个腔室内存在的相反压力；以及

·位置识别装置，该位置识别装置用于识别指示件在本体内的位置。

因此，因为参照气体和充气气体由于其靠近而升高到大致相等的温度，这些温度对施加在指示件上的相反压力的影响非常接近，且因此它们会补偿。于是，指示件在本体内的位置不取决于温度。因此可简单地从指示件在本体内的位置推断轮胎内的压力，而无需根据温度矫正轮胎压力的测量值。

附图说明

根据参照附图给出的以下说明可更好地理解本发明，附图中：

·图1是配装有本发明的压力测量设备的飞机起落架的轮的局部剖视图;

·图2a是第一实施例中本发明的压力测量设备的纵向剖视图，该设备的活塞处于缩回位置；

·图2b是第一实施例中本发明的压力测量设备的纵向剖视图，该实施例的活塞处于延伸位置；

·图3a和3b是第二实施例中和第二实施例的变型中本发明的压力测量设备的纵向剖视图；以及

·图4和5是第三和第四实施例中压力测量设备的纵向剖视图。

具体实施方式

参照图1，且以常规方式，飞机起落架的轮子1具有接纳轮胎4（由虚线示意性地表示）的轮辋2，轮辋2由两个半轮辋3组成。在该实例中借助于圆锥滚子轴承5（仅一个轴承可见）可转动地安装轮辋2。在轮子1的轮辋2与轮胎4之间延伸有充气腔室6，充气腔室6充有通常是氮气的充气气体。本发明的压力测量设备7安装在半轮辋3之一上，从而测量充气腔室6内存在的充气压力。压力测量设备7拧入限定攻丝（tapping）9的组装孔8。

应当观察到，在该位置处，由于压力测量设备设计成直接拧入轮辋，必须在对轮胎充气之前安装该设备（且在拧下其之前等待轮胎放气）。当然能够设置成使用具有永久拧到轮辋的阀的中间设备，因此使得能够安装和拆卸测量设备而无需将轮胎放气。

为了使充气腔室6与测量设备7连通，轮辋2具有导管12，导管12具有通往充气腔室6的第一端13和通向组装孔8的第二端14。导管12类似于用于为轮胎充气的导管，并用于使充气腔室6与压力测试设备7连通，从而设备经受接近于充气腔室内存在的压力的充气压力。

参照图2a和2b，第一实施例中的压力测量设备7包括从轮辋2突出的本体16和部分拧入从而与组装孔8内的攻丝9协配的组装端件17。组装端件17具有密封垫圈18（在该实例中是O形环），用于提供导管12与轮子外部之间的密封，从而防止在安装压力测量设备7时轮胎4放气。在组件端部制成开口19，从而使得一定量的充气气体能够经由导管12穿入本体16内部。

本体16限定内部容积，活塞25安装在该内部容积内，从而以密封方式滑动，提供第一腔室26与第二腔室27之间的气密分隔。活塞25的运动受到套筒22的限制，套筒22固定安装在本体16的内部容积内。为了提供第一腔室26与第二腔室27之间的密封，活塞25设有密封垫圈28（在该实例中是O形环）。活塞25还通过波纹管23固定到套筒22，波纹管23在套筒22与本体16之间限定的环形空间24内延伸。波纹管23用于防止本体16的第一腔室26与第二腔室27之间的任何气体交换。

本体16的第一腔室26预填充有给定量的参照气体（例如氮气或氦气）。在将测量设备安装到轮辋上之前进行预填充（例如在测量设备制造期间）。借助于波纹管23，容纳在第一腔室内的参照气体的量保持恒定。

当轮子的轮胎充气时，开口19所通向的第二腔室27变得充满充气气体，使得第二腔室内的压力在轮胎充气时等于轮胎的充气压力。

然后活塞25经受由参照气体和由充气气体施加的相反压力。然后活塞25所占据的位置取决于充气压力的值。因此能够通过确定活塞25的位置来确定充气压力的值。

在这一点上应观察到，因为充气气体和参照气体由于它们的靠近而具有大致相同的温度，这种温度对施加到活塞25上相反压力的影响非常接近，且它们相互补偿。因此活塞25在本体16内的位置不取决于温度，于是无需矫正轮胎压力的测量值。

因此，在图2a中，示出活塞25处于所谓的“缩回”位置，该“缩回”位置对应于充气压力大得足以使充气压力将活塞25推回，从而使活塞25支承抵靠套筒22，由此第一腔室26的容积最小而第二腔室27的容积最大。

相反，在图2b中，示出活塞25处于所谓的“延伸”位置，该“延伸”位置对应于充气压力小得足以允许由参照气体施加的压力将活塞25推回邻抵本体16的端部，使得第一腔室26的容积最大且第二腔室27的容积实际为零。

当然，如果轮胎适当充气，则活塞25会找到在这两个极端位置之间的中间平衡位置。

为了确定活塞25的位置，使用线性可变差动转换器（LVDT）型传感器30，该传感器30由固定到波纹管23的活塞25的金属杆31和具有外部外侧形状的中空测量元件23组成。在测量元件32中，在公共轴线上布置有三个线圈：一个主线圈33和两个副线圈34和35。线圈33、34和35电连接到电模块36（为了简化附图未示出电连接），该模块具有用于将电压供给到主线圈33的发电装置37、以及用于测量副线圈34和35上电压的测量装置38，该电压取决于金属杆31被推入测量元件32的程度且因此取决于活塞25的位置。

电模块36还联接到测量设备7的天线40，并包括发送装置41，发送装置41布置成将线性运动传感器30进行的测量格式化并将其经由天线40通过无线电连接发送。将该数据发送到位于飞机上的通信设备42或由地面上的操作者带到轮子1附近。

应当观察到，用于电模块36和线性运动传感器30的电源可通过本文未示出的各种装置提供，例如通过在无线射频连接上发送电能，或借助于配装到测量设备7的电池、或者实际上通过能量产生装置（例如用于将震动转换成电能的装置或实际上提供主轮的转速的测速发电机）提供。

参照图3a，图3a中为用于共同构件的附图标记加上100，该图示出包括测量设备107的第二实施例，测量设备107不再具有线性运动传感器而是接触探测器143。接触探测器143放置在测量元件132的端部并用于探测与固定到活塞125的杆131的接触。活塞125、杆131和接触探测器143布置成当活塞125处于缩回位置时杆131与接触探测器143接触。然后将接触信号发送到电模块136。因此，在该第二实施例中，探测其中充气压力大于预定阈值的情况。借助示例，测量设备可尺寸设置成只要充气压力大于最小压力就发出接触信号，低于该最小压力就要适当确保对轮胎重新充气的维护操作。因此维护操作取决于何时不再发出接触信号。

图3b示出本发明测量设备207的第二实施例的变型。在该变型中，封围设备207设有第一接触探测器243和第二接触探测器244，第一接触探测器243与上述接触探测器143的布置和种类类似，用于向电模块236发出第一接触信号，第二接触传感器244向电模块236发送指示活塞处于延伸位置的第二接触信号。因此，在第二实施例的该变型中，探测充气压力大于第一预定阈值的第一状态，并探测充气压力小于第二预定阈值的第二状态。借助示例，测量设备可尺寸设置成当充气压力高于和低于最大压力以及高于和低于最小压力时分别发出第一信号和第二信号，超出最低压力就要适当要求维护操作以对轮胎放气或再充气。

参照图4且在第三实施例中，本发明的测量设备307包括度盘比较器345。度盘比较器包括本体346、度盘347以及比较器杆348。比较器348的杆与固定到活塞325的杆331的末端349接触。比较器杆348布置成在本体346内滑动到取决于杆331的末端349的位置且因此取决于轮胎的充气压力的程度。度盘347具有刻度和指针（图中未示出），指针的角度位置取决于杆的线性位置并提供表示轮胎的充气压力的视觉指示。

参照图5和第四实施例，本发明的测量设备407包括具有透明窗口450（例如由透明塑料材料制成）的本体416，该透明窗口450标有刻度451。透明部分450布置成通过透明部分450可见且取决于轮胎的充气压力的活塞425的位置，从而根据活塞的位置，刻度451提供表示充气压力的指示。

第三和第四实施例中本发明的测量设备提供地面上操作者可看到的充气压力的可见指示。应当观察到，在这些实施例中，测量设备必须安装在轮辋的面上，这使得设备方便观察。除了其简单性和牢固性，本发明第三和第四实施例中的测量设备提供不需要任何电源的优点，因为其完全是机械操作。

本发明并不限于上述特定实施例，而是相反涵盖落入由权利要求书限定的本发明范围内的任何变型。

尽管测量设备设有波纹管，但能够使用防止本体内腔室之间气体交换的其它装置，例如安装在活塞上的一个或多个附加垫圈。

尽管描述了具体的位置识别装置（线性运动传感器、接触探测器、度盘比较器、窗口），但也能够使用其它位置识别装置，从而识别活塞的位置。具体来说，能够用任何类型的线性运动无源传感器来代替LVDT传感器，线性运动无源传感器可以是电感的、电容的或电位计型等。还能够用近程式探测器来代替接触探测器。最后，能够用其它视觉指示装置代替度盘比较器或窗口，例如根据压力改变颜色的指示器（例如，可规定当充气压力的值正常时指示器呈现为绿色，且当其异常低时呈现为红色）。

尽管描述了用于位置指示装置、电模块、天线和设备的其它元件的特定布置，但本发明当然应用于这些元件的其它布置。例如，LVDT的线圈和杆可定位在充有充气气体的腔室内部，或电模块可位于所述腔室内或充有参照气体的腔室内。

Claims (8)

1.用于测量交通工具轮子（1）的轮胎的充气压力测量设备，所述设备包括：

·本体（16），所述本体（16）限定内部容积；

·连通孔（19），所述连通孔（19）用于使所述本体（16）的所述内部容积与位于所述轮子的轮辋（2）与轮胎（4）之间并容纳充气气体的充气腔室（6）连通；

·指示件（25;125;325），所述指示件（25;125;325）可滑动地安装在所述本体（16）内从而限定容纳给定量参照气体的第一腔室（26）与所述连通孔（19）所通向的第二腔室（27）之间的气密分隔，使得所述指示件（25;125;325）经受每个所述腔室内存在的相反压力；以及

·位置识别装置（30;143;243,244;345;451），所述位置识别装置（30;143;243,244;345;451）用于识别所述指示件在所述本体中的位置，所述位置识别装置包括用于感测所述指示件的位置的传感器（30）。

2.如权利要求1所述的轮胎压力测量设备，其特征在于，所述位置识别装置包括所述本体内的窗口（450），使得能够观察所述指示件的位置。

3.如权利要求1所述的轮胎压力测量设备，其特征在于，所述位置识别装置包括度盘比较器（345），所述度盘比较器（345）布置在所述本体上并包括参考标记和机械地连接到所述指示件（325）的指针，使得所述指针相对于所述标记的位置指示充气压力。

4.如权利要求1所述的轮胎压力测量设备，其特征在于，所述位置传感器（30）包括电感或电容或电位计型的无源线性可动传感器。

5.如权利要求1所述的轮胎压力测量设备，其特征在于，所述位置传感器（30）包括接触探测器或近程式探测器。

6.如权利要求1所述的轮胎压力测量设备，其特征在于，还包括发送装置（40、41），所述发送装置（40、41）用于将由所述位置识别装置产生的信息发送到安装到所述交通工具的通信装置（42）或带到所述交通工具附近。

7.如权利要求6所述的轮胎压力测量设备，其特征在于，所述发送装置（40、41）包括天线（40）。

8.如权利要求1所述的轮胎压力测量设备，其特征在于，所述指示件（25;125;325）固定到包含在所述本体的所述内部容积内的波纹管（23;123;323;423）。

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