CN110014795A - 测试轮胎校准气体泄漏的设备、用于此设备的插塞及方法 - Google Patents

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Abstract

一种测试轮胎校准气体泄漏的设备、用于此设备的插塞及方法，涉及用于测试离开以下类型的轮胎(1)的校准气体泄漏的设备，该类型一方面包括用于引起离开轮胎的气体泄漏的构件且另一方面包括用于检测气体泄漏的构件，其特征在于用于引起气体泄漏的构件由插塞(5)组成，插塞(5)具有意图紧固到轮胎的阀(2)上的校准漏孔，且其特征在于具有校准漏孔的插塞(5)包括用于对阀的阀部件和具有校准横截面的孔口加压的构件(6)。以此方式，容易使操作者将测试插塞放置在充气轮胎的阀上且检验由TPMS传感器测量的气体的压力降低对应于如此产生的泄漏。本发明还涉及一种设置在此类设备中的插塞，以及一种使用此测量设备和插塞(5)的方法。

Description

测试轮胎校准气体泄漏的设备、用于此设备的插塞及方法
技术领域
本发明涉及一种用于控制和校准传感器的装置，所述传感器用于检测轮胎中的气体泄漏，所述轮胎通常但非排他地是用于运输车辆的充有气体的轮胎。
本发明更特别地涉及以下事实：用于校准例如TPMS类型的轮胎的压力传感器的受控泄漏是由旋拧到所述轮胎的阀上的测试插塞的安装造成，所述插塞具有根据预定流速限制气体泄漏的元件。
根据本发明校准的插塞被设计成产生轮胎的充气气体泄漏且因此产生轮胎的压力降低。此压力降低通常由TPMS传感器测量，且测量值经由无线电传输到TPMS工具。目标是测量出传感器在运行，且任选地测量出车载系统实际上检测到轮胎的气体的甚至微弱的泄漏。
本发明还涉及一种测试和校准方法以及一种对应装置。
背景技术
当今，车辆具有改善乘客的安全性的众多件设备。用于实现安全性的特别敏感的元件是轮胎，所述轮胎必须处于良好状态以便遵循道路且允许对轨迹进行良好控制。轮胎的故障通常是由于容纳在内部的气体的泄漏所致。为了防止发生事故，需要定期地检验车辆的每个轮胎的状态，这是就其磨损和其压力两者而说。
在例如美国的某些国家，需要用于监测轮胎的压力的设备(被称为“TPMS”，是表达“轮胎压力管理系统(Tyre Pressure Management System)”的首字母缩写)。当轮胎的压力异常地降低且轮胎变形时，这可能会造成爆炸，车辆的仪表板上会出现声音和/或光提醒以便警告驾驶者。一种检测轮胎泄漏的方式涉及向轮胎提供直接安装在车轮中、优选地安装在轮胎的阀杆处的传感器。这些传感器测量各种参数，例如：气体的压力、轮胎的温度、车轮的转速。传感器本身包括特定传感器标识码(ID)，且能够接收电子信号并将电子信号以无线方式发送到车载控制单元。如果车轮传感器传输轮胎的压力或轮胎中高于或低于预定水平的另一状况，那么ECU向乘客室内部的仪表板发出提醒信号以便警告驾驶者。
在车辆生产线和汽车修理厂中，操作者装配TPMS传感器且接着负责测试其操作。测试尤其涉及引起轮胎泄漏且分析由对应传感器发出的信号。信号的分析是由在下文中被称为“TPMS工具”的适当工具进行。
已知的是用钻机和具有预定直径的钻头随意地在轮胎的橡胶中产生孔口。此孔口会引起容纳在轮胎内的气体泄漏。气体的压力由TPMS传感器不断地测量且被传输到TPMS工具，TPMS工具分析压力改变且显示一条表示压力降低的信息。此方法并不允许保证孔口的校准直径，因此不会充分地控制且因此无法量化泄漏的空气流速。刺入轮缘是可能的，但由于轮缘的厚度而很麻烦，且孔口的堵塞很麻烦且费时。
本申请人提供用于测量校准气体泄漏的装置以供出售。这些装置涉及将一定量的示踪气体引入到轮胎中，且一旦产生孔口就检测示踪气体在轮胎周围的存在。这些装置具有屏幕、键盘和操作者在轮胎的表面处移动的探测器，探测器真正地“嗅探”环境空气且检测示踪气体的存在，装置接着在其屏幕上显示检测到的气体的量。将由TPMS传感器提供的表征从轮胎内部发现的气体泄漏的指示与由此装置提供的关于在轮胎外部检测到的泄漏的信息进行比较。当指示几乎相同时，TPMS传感器完美地运行。
在此过程中，需要控制逸出轮胎的气体流速，这暗示校准引起泄漏的装置。此外，必须在测量之后移除引起泄漏的此装置，同时使轮胎正常工作，因此推荐提出一种可容易移除且允许容易使轮胎处于操作状态的装置。
在除了测试检测轮胎泄漏的传感器的领域之外的领域中，已知的是产生被称为“红宝石(rubis)”的漏孔。装置具有圆柱体，圆柱体的内部孔口对应于极低的校准流速。难度在于掌控孔口所允许的极低流速。孔口越小，则产生孔口的难度越大：激光通常产生不适合于窄孔口直径的呈马铃薯形状的横截面。为了产生低流速，计划使用由使加压气体逸出的多孔元件组成的烧结膜。通过在膜成型期间压缩多孔元件，提高了对气体通过的阻力且因此将流速减小到所要值。
本发明描述一种改进，其涉及具有模拟泄漏的装置，所述泄漏产生气体的校准流速且可容易移除，同时使轮胎处于操作状态。
发明内容
本发明的目标是克服上文所公开的缺点，以及将出现在此文档的其余部分中的其它缺点。
出于此目的，本发明的目标是用于测试离开以下类型的轮胎的校准气体泄漏的设备，所述类型一方面包括用于引起离开所述轮胎的气体泄漏的构件且另一方面包括用于检测所述气体泄漏的构件。所述用于引起气体泄漏的构件由插塞组成，所述插塞具有意图紧固到所述轮胎的阀上的校准漏孔，且具有校准漏孔的所述插塞包括用于对所述阀的阀部件和具有校准横截面的孔口加压的构件。以此方式，容易使操作者将测试插塞放置在所述充气轮胎的所述阀上且使用用于检测气体泄漏的构件控制对应于如此造成的泄漏的压力降低发生的状况。
此装配可用于众多类型的用途，尤其是测试例如TPMS类型的压力传感器，如下文将论述。
根据另一实施例，所述用于检测所述气体泄漏的构件包括用于检测和/或测量所述轮胎中通过所述孔口逸出的所述气体的压力改变的装置。
根据已经提及的另一实施例，所述用于检测所述气体泄漏的构件使用装配在所述轮胎中的被称为“TPMS”的传感器，所述“TPMS”传感器经由无线电与所述检测和测量装置通信。
有利地，所述检测和测量装置包括用于存储和返回测试结果的构件，所述构件是根据具有所使用的校准漏孔的所述插塞的校准而可调整。
根据另一实施例，所述设备包括具有校准漏孔的一组多个插塞，所述检测和测量装置还包括适于所述插塞中的每个插塞的可选择检测和测量构件。
根据另一实施例，所述设备还包括用于对具有校准漏孔的所述插塞进行周期性测试且用于确定和考虑泄漏值随时间的变化的构件。
根据另一实施例，所述插塞是意图在某一使用次数之后扔掉的可消耗元件。此情境尤其对应于具有烧结膜的插塞的情况，所述插塞经历快速磨损。
根据另一方面，本发明还涵盖所述插塞本身，所述插塞单独来看意图紧固到充有气体的轮胎的阀上，此插塞包括如已经提及的用于对所述阀的阀部件和具有校准横截面的孔口加压而使预定流速的气体逸出的构件。
有利地，所述插塞自然地尤其与如上文所描述的设备一起运行。
有利地，所述插塞包括圆柱形主体，所述圆柱形主体包括所述加压构件和同样是圆柱形的支撑件，所述支撑件在末端敞开，所述主体通过滑动自由地插入到所述末端中，所述支撑件的底部和侧形成具有圆柱形形状的腔室，其中所述主体的面朝向所述底部定向，且所述支撑件旋拧到所述轮胎的所述阀上一直到所述主体的所述加压构件对所述阀部件施予压力以便打开所述阀部件的位置。
优选地，所述主体与所述支撑件之间的密封是由O形环实现。
根据第一实施例，所述孔口是被形成为基本上允许校准层流的刺穿孔口。
根据第二实施例，所述孔口是通过插入烧结膜来校准。
根据有利的任选实施例，所述插塞包括意图在将所述插塞安装在所述轮胎上之前移除的可移除密封件。此密封件旨在所述插塞在使用之前的存储时段期间保护所述校准孔口的完整性。
最后，本发明还旨在一种用于使用上文所描述的测量设备以便校准从轮胎逸出的气体的预定流速的方法，所述方法是通过使用如上文所描述的插塞而进行。
有利地，所述方法用于测试TPMS传感器的操作状态和/或使用由TPMS传感器发出的信号测试检测和测量装置的操作状态。
根据本发明的特征中的一个特征，在本发明的方法的实施背景中，每个插塞被设计成根据待进行的轮胎测试在某一压力下提供预定泄漏率。
附图说明
本发明的其它特征和优点将从作为非限制性实例给出且参考附图进行的以下描述变得清楚，在附图中：
-图1绘示根据本发明的实施例的实例的用于测试具有包括插塞的阀的轮胎的设备；
-图2呈现根据实施例的实例的测试插塞的头部的俯视图；
-图3呈现根据实施例的此实例的测试插塞的头部中间的横截面图；
-图4呈现根据实施例的此同一实例的测试插塞的头部的侧视图；
-图5呈现根据实施例的实例的测试插塞的支撑件的俯视图；
-图6呈现根据实施例的此实例的测试支撑件中间的横截面图；
-图7呈现根据实施例的此同一实例的测试支撑件的左视图；
-图8呈现根据实施例的此同一实例的测试支撑件中间的横截面图。
具体实施方式
各种附图中的相同元件具有相同参考。
图1表示用于测试离开轮胎1的校准气体泄漏的设备，轮胎1具有用于充气的阀2且意图设置在车辆(附图中未示出)中。此车辆可以是汽车、厢式车、卡车、牵引车、拖车，且更一般地是依靠具有充有气体的轮胎的车轮移动的任何车辆。此阀具有延伸在轮胎外部的圆柱形主体，主体螺接在外表面上以用于旋拧在插塞上以保护阀部件。轮胎还具有TPMS传感器3，TPMS传感器3通常包括以下元件的全部或部分，即，包括电池的电子模块、具有天线或通信线圈(用于接收和传输)的印刷电路板、气压传感器、温度传感器、用于检测旋转的装置或加速度计、可编程控制器，以及用于存储例如传感器ID的标识符ID的数据的存储器。此类传感器被设计成定期地将其信息传输到车辆的车载“ECU”控制单元(附图中未示出)。车辆的车载控制单元分析所传输的信息，且在必要时检测轮胎中的泄漏的存在并立即向驾驶者告知所述泄漏。
用于测试离开轮胎的校准气体泄漏的设备包括被称为“TPMS工具”的工具，生产线上存在的操作者使用所述工具来接收和处理来自有源TPMS传感器的数据。图1中可见的此工具4是便携式仪器，其通常包括电池、处理器、存储器、用于显示信息且用于输入命令的用户接口，以及无线电通信构件。此通信构件尤其允许与TPMS传感器3通信，且任选地经由网络与服务器进行长距离通信。
在TPMS传感器的测试期间，操作者移除轮胎的保护性插塞且用旋拧到阀上的测试插塞5替换保护性插塞。通过旋拧在测试插塞上，测试插塞压在阀2的阀部件上且触发其打开。容纳在轮胎中的气体通过测试插塞逸出到导管中，导管的直径被完美地校准。在这样做时，测试插塞模拟气体泄漏，气体泄漏的流速被校准。将由TPMS传感器提供的表征从轮胎内部发现的气体泄漏的指示与由此装置提供的关于在轮胎外部检测到的泄漏的信息进行比较。如果指示几乎相同，那么TPMS传感器完美地运行。
可根据从传感器检测、测量和/或存储的数据实施其它模式和测试协议。
现在关于图2和后继的图描述测试插塞5的实施例的实例。
根据实施例的此实例，测试插塞5包括头部6和测试支撑件7。
图2呈现根据实施例的此实例的测试插塞的头部6的俯视图。附图中所提及的直径的值是以毫米为单位表达且仅作为实例给出。此部分具有圆柱形形状，其中顶部具有孔口8。
图3呈现前一附图的测试插塞的头部6中间的横截面图。头部具有由肩部分离的具有不同直径的两个部分。具有较小直径的部分的末端处的表面(图2中可见)意图与阀的阀部件接触，以便对阀部件施予压力且因此释放轮胎内部的气体。当逸出时，气体通过孔口9，孔口9中的仅一个孔口在附图中可见。
图4呈现从前一附图的侧示出的测试插塞的头部6的侧视图。可发现在具有较小直径的部分周围存在收缩件10，此收缩件意图收纳O形环(附图中未示出)，O形环确保头部6与测试支撑件7之间的密封。来自轮胎的气体通过头部内部且通过元件11，元件11限制逸出轮胎的气体的流速。此元件11例如胶粘到头部的插入到支撑件7的底部中的末端上。
图5呈现意图与图2、3和4中所示出的头部6合作的支撑件7的俯视图。图5中存在的直径的值是以毫米为单位表达且仅作为实例给出。此部分也具有圆柱形形状，其中顶部具有供气体通过的孔口12，气体可因此从测试插塞排出。此部分意图容纳头部6且待旋拧到阀2上。
图6呈现在测试支撑件中间截取的横截面图，用于排出来自头部6的孔口9的气体的孔口12清楚地可见。
图7呈现测试支撑件的左视图。可发现斜面13存在于支撑件的基底处的旋拧到阀2上的侧上。
图8呈现根据实施例的此同一实例的测试支撑件中间的横截面图。附图中以灰色所示出的头部6放置在支撑件内部，具有较大直径的部分抵靠限制流速的元件11。测试支撑件7的与开口11相对的末端具有内部螺纹以便旋拧到阀2上。当旋上时，头部6的具有较小直径的部分按在阀的阀部件上以便使轮胎的气体逸出。
根据希望引起的流速，限制流速的元件11是例如烧结元件或被孔刺穿的盘，烧结元件相比于盘具有较大厚度。
现在将描述用于使用用于测试离开轮胎1的校准气体泄漏的设备的方法，所述方法是通过使用插塞5而进行，插塞5旋拧到此轮胎的阀上以便使某一流速的气体逸出。
首先，TPMS工具4与安装在轮胎1上的TPMS传感器3通信。操作者移除此轮胎的插塞且放置测试插塞5。根据改进，测试插塞5包括意图在将插塞安装在轮胎上之前移除的可移除密封件。以此方式，灰尘不会进入测试插塞，且限制流速的元件保持清洁。
有利地，所述设备包括用于产生各种校准泄漏流速的一组多个测试插塞5，所述校准泄漏流速是例如：0.1cm3/mn、1.1cm3/mn和0.5cm3/mn。这些值是轮胎中的缓慢泄漏的特点。制造商可推荐轮胎中的某一压力的其它值。
在旋拧到阀上期间，插塞压在阀部件上，且气体根据由限制流速的元件11确定的流速从轮胎逸出。TPMS工具4定期地接收来自TPMS传感器3的测量值且计算压力的降低速度。TPMS工具接着显示表示在预定时间间隔期间测量的压力降低的值。以此方式，操作者检验传感器3正确地运行。一旦已进行测试，就移除测试插塞5且用保护性插塞进行替换。当测试插塞包括经受磨损的限制流速的元件时，其被设计成被定期地测试以便予以再校准或在某一使用次数之后完全扔掉。
有利地，TPMS工具4包括适于所述插塞中的每个插塞的可调整检测和测量构件。以此方式，TPMS工具可检验由TPMS传感器测量的压力降低实际上对应于由将插塞5安装在轮胎1上造成的气体泄漏的流速。TPMS工具具有用于存储和恢复关于轮胎的测试结果的存储器。TPMS工具存储测试的状况，且尤其是存储所使用的插塞5的校准，且具有用于导出这些结果以便对其进行打印或将其显示在屏幕上的构件。
有利地，当所测量的压力降低且下降到低于预定阈值时，TPMS工具发出声音和/或光信号。以此方式，可向操作者提醒传感器确实实际上发出降低的压力值且测试可被认为是结论性的。
有利地，TPMS工具4是符合国际规范的专用于校准且可示踪的器械。TPMS工具4允许检验用于测量泄漏和流速以及所校准的泄漏和射流的器械的校准。TPMS工具4优选地是轻型的、紧凑的和用户友好的以便于在所述领域中或在生产线中进行测试。
根据另一改进，分析装置包括用于引入一条表示轮胎1的体积的信息的构件。通过知道体积且通过考虑由测试插塞的安装造成的压力降低，所述装置根据压力降低的改变和轮胎的体积显示泄漏的气体流速。操作者接着可将此值与此测试插塞应生成的气体流速相关且因此检验两个值相同。
尽管参考所说明的特定实施例描述了本发明，但本发明决不受这些实施例限制，而是仅受所附权利要求书限制。具体地说，本发明可由具有被充气的车轮的任何类型的车辆使用。应注意，所属领域的技术人员可进行改变或修改。

Claims (18)

1.一种用于测试离开以下类型的轮胎(1)的校准气体泄漏的设备，所述类型一方面包括用于引起离开所述轮胎的气体泄漏的构件且另一方面包括用于检测所述气体泄漏的构件，其特征在于用于引起气体泄漏的所述构件由插塞(5)组成，所述插塞(5)具有意图紧固到所述轮胎的阀(2)上的校准漏孔，且其特征在于具有校准漏孔的所述插塞(5)包括用于对所述阀的阀部件和具有校准横截面的孔口加压的构件(6)。
2.根据权利要求1所述的设备，其特征在于用于检测所述气体泄漏的所述构件包括用于检测和/或测量所述轮胎中通过所述孔口逸出的所述气体的压力改变的装置(4)。
3.根据权利要求2所述的设备，其特征在于用于检测所述气体泄漏的所述构件进一步包括装配在所述轮胎中的被称为“TPMS”的传感器(3)。
4.根据权利要求3所述的设备，其特征在于所述“TPMS”传感器(3)经由无线电与检测和测量装置(4)通信。
5.根据权利要求2到4中任一权利要求所述的设备，其特征在于所述检测和测量装置(4)包括用于存储和返回测试结果的构件，所述构件是根据具有所使用的校准漏孔的所述插塞的校准而可调整。
6.根据权利要求2到5中任一权利要求所述的设备，其特征在于所述设备包括具有校准漏孔的一组多个插塞(5)，且其特征在于所述检测和测量装置(4)包括适于所述插塞中的每个插塞的可选择检测和测量构件。
7.根据权利要求2到6中任一权利要求所述的设备，其特征在于所述设备还包括用于对具有校准漏孔的所述插塞进行周期性测试且用于确定和考虑泄漏值随时间的变化的构件。
8.根据权利要求2到7中任一权利要求所述的设备，其特征在于所述插塞是意图在某一使用次数之后扔掉的可消耗元件。
9.一种意图紧固到充有气体的轮胎(1)的阀(2)上的插塞(5)，其特征在于所述插塞(5)包括用于对所述阀的阀部件和具有校准横截面的孔口加压而使预定流速的气体逸出的构件(6)。
10.一种插塞，其意图与根据权利要求1到8中任一权利要求所述的设备一起运行。
11.根据权利要求9和10中任一权利要求所述的插塞，其特征在于所述插塞包括圆柱形主体，所述圆柱形主体包括所述加压构件和同样是圆柱形的支撑件，所述支撑件在末端敞开，所述主体通过滑动自由地插入到所述末端中，所述支撑件的底部和侧形成具有圆柱形形状的腔室，其中所述主体的面朝向所述底部定向，且其特征在于所述支撑件旋拧到所述轮胎的所述阀上一直到所述主体的所述加压构件对所述阀部件施予压力以便打开所述阀部件的位置。
12.根据权利要求11所述的插塞，其特征在于所述主体与所述支撑件之间的密封是由O形环实现。
13.根据权利要求9到12中任一权利要求所述的插塞，其特征在于所述孔口是被形成为主要允许校准层流的刺穿孔口。
14.根据权利要求9到12中任一权利要求所述的插塞，其特征在于所述孔口是通过插入烧结膜(11)来校准。
15.根据权利要求9到14中任一权利要求所述的插塞，其特征在于所述插塞包括意图在将所述插塞安装在所述轮胎上之前移除的可移除密封件。
16.一种用于使用根据权利要求1到8中任一权利要求所述的测量设备以便校准从轮胎逸出的气体的预定流速的方法，其特征在于所述方法使用根据权利要求9到15中任一权利要求所述的插塞(5)。
17.根据权利要求16所述的方法，其特征在于所述方法用于测试TPMS传感器的操作性质和/或使用由TPMS传感器发出的信号测试检测和测量装置(4)的操作性质。
18.根据权利要求16或17中任一权利要求所述的使用方法，其特征在于意图使用具有校准漏孔的一组多个插塞(5)，每个插塞(5)被设计成根据待进行的轮胎测试在某一压力下提供预定泄漏率。
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