ES2545671B2

ES2545671B2 - Dispositivo automático para inflado de neumáticos

Info

Publication number: ES2545671B2
Application number: ES201500247A
Authority: ES
Inventors: Juan Carlos Sáenz-Díez Muro; Emilio Jiménez Macías; Julio Blanco Fernández; Juan Manuel Blanco Barrero; Mª Mercedes PÉREZ DE LA PARTE; Eduardo MARTÍNEZ CÁMARA
Original assignee: Universidad de La Rioja
Current assignee: Universidad de La Rioja
Priority date: 2015-03-27
Filing date: 2015-03-27
Publication date: 2016-02-24
Anticipated expiration: 2035-03-27
Also published as: ES2545671A1

Abstract

Dispositivo automático para inflado de neumáticos (1) que fundamentalmente dispone de un depósito interior tubular (10), con forma toroidal para almacenamiento de gas comprimido, dispuesto en el interior de un neumático (01) y fijado sobre una llanta (02) mediante atornillado, soldadura o pegado, y que lleva recubierta su generatriz superior mediante una cubierta depósito (11), y en el que la temperatura del gas comprimido es la misma que la del gas contenido en el neumático (01) y que también dispone de una electroválvula presostática (13) que permite cambiar de forma remota y local el valor de sus presiones de consigna: (Pmín), (Pmáx).

Description

DESCRIPCIÓN

Dispositivo automático para inflado de neumáticos.

Objeto y sector de la técnica al que se refiere la invención 5

La presente invención se refiere a un dispositivo para inflado de neumáticos, previsto concretamente para su aplicación y utilización preferentemente en ruedas de automóviles, sin descartar otras aplicaciones prácticas en las que sea factible su utilización, por ejemplo en todo tipo de vehículos en general. 10

El objeto de la invención es permitir al conductor del automóvil variar tanto manualmente desde la rueda o desde la consola, como automáticamente desde la consola, la consigna de presión de los neumáticos de acuerdo con las necesidades requeridas para la conducción y recomendaciones del fabricante; así como mantener dicha presión de forma automática; 15 incluso permitir mantener la conducción en condiciones óptimas ante pinchazos.

La invención se sitúa en el sector técnico de la automoción o al correspondiente al vehículo que se aplique.

20

Generalidades y estado de la técnica anterior más próximo

La norma UNE 26-291-80 define rueda como el componente giratorio que soporta la carga y está situado entre el neumático y el eje. Una rueda moderna de un vehículo actual se compone principalmente de una llanta y de un disco o centro de rueda; pudiendo formar una sola pieza 25 integral, estar unidos o ser desmontables. La llanta sirve de soporte al neumático, y el disco o centro de rueda permite unir la llanta con el cubo de una rueda.

Un neumático moderno de un vehículo actual es del tipo tubeless, es decir sin cámara, y los hay radiales y convencionales. 30

Un neumático se diseña para funcionar a una determinada presión recomendada por el fabricante. Con una presión de inflado incorrecta, aumenta el consumo de carburante, el desgaste de la cubierta es irregular, el vehículo pierde adherencia con el suelo {sobre todo sobre suelo mojado) aumentando la distancia de frenado y se corre el riesgo de perder 35 estabilidad e incluso un riesgo de que la rueda se desllante y el neumático reviente.

En el estado de la técnica se conocen sistemas para avisar al conductor de una pérdida de presión de inflado en los neumáticos. El Tire-Pressure Monitoring System (TPMS) es un sistema de monitorización de la presión de los neumáticos. Hay dos modelos el TPMS directo y 40 el TPMS indirecto. En el TPMS directo, un conjunto sensor de presión y transmisor inalámbrico, alimentado con una batería y colocados en cada rueda, mide la presión de inflado y la temperatura del neumático y transmite inalámbricamente el dato a una centralita. El TPMS indirecto, conocido como iTPMS, no emplea sensores físicos, sino que compara la velocidad de rotación de los neumáticos para determinar cuándo hay un error en la presión de inflado. 45

En el estado de la técnica también se conocen sistemas automáticos para controlar la presión de inflado en los neumáticos. El Automatic Tire Inflation System (ATIS) es un sistema automático de inflado de neumáticos que mantiene la presión de consigna en los mismos. Este sistema se conecta a todos los neumáticos del vehículo, siendo controlado para suministrar 50 aire y así llenar y mantener los neumáticos a la presión deseada, incluso cuando el vehículo

está en movimiento. Cuando la presión del aire cae por debajo del nivel recomendado por el fabricante del neumático, el sistema A TJS activa automáticamente el dispositivo de inflado utilizando el hueco de los ejes para rellenar los neumáticos.

En el estado de la técnica más cercana tenemos los siguientes documentos, entre muchos 5 otros:

En el documento de patente denominado D01 con número de publicación ES-2001686 A6 y fecha de presentación 08.09.1986 y titulado literalmente: "Dispositivo automático de inflado y control de presión de los neumáticos de vehículos automotores con compresor de aire", se 10 describe un dispositivo automático de inflado y control de presión de los neumáticos de vehículos automotores con compresor de aire, del tipo en el cual cada rueda está conectada al depósito de aire a presión alimentado por el compresor a través de una canalización neumática.

15

En el documento de patente denominado D02 con número de publicación ES-2166896 T3 y fecha de presentación 05.07.1996 y titulado literalmente: "Aparato de presurización y regulación de neumáticos", se describe un aparato para mantener la presión de aire en los neumáticos de vehículos motorizados que mantiene automáticamente una presión deseada y predeterminada en el neumático mediante un aparato que se fija a la rueda de un vehículo y 20 funciona mediante el propio movimiento de rodadura; este aparato es un compresor activado por péndulo que se activa por las fuerzas de rotación.

Problema técnico planteado

25

Los sistemas del estado de la técnica anterior presentan una problemática que se centra fundamentalmente en los siguientes aspectos:

- Requieren de un compresor o de un depósito exterior al neumático para conseguir el aire de inflado; 30

- Requieren de conexiones neumáticas externas al neumático;

- Requieren de complejos mecanismos mecánicos para aprovechar fuerzas de rotación y poder funcionar como compresores; 35

- El aire empleado para el inflado (proveniente de compresores que obtienen el aire del ambiente o de depósitos que se encuentran a temperatura ambiente) y el aire contenido en el neumático se encuentran a temperaturas diferentes, ocasionando errores significativos en los medidores y reguladores de presión. 40

El dispositivo (1) y procedimiento (P1) que la invención preconiza resuelve de forma plenamente satisfactoria la problemática anteriormente expuesta, en todos y cada uno de los diferentes aspectos comentados.

45

Ventaja técnica que aporta la invención

El dispositivo que la invención reivindica resuelve de forma plenamente satisfactoria la problemática anteriormente expuesta, en todos y cada uno de los diferentes aspectos presentados. 50

Breve descripción de las figuras

Para complementar la descripción y con objeto de ayudar a una mejor comprensión de las características de la invención, se acompaña como parte integrante de dicha descripción, un juego de figuras con carácter ilustrativo y no limitativo. 5

Glosario de referencias

(0) Rueda (cualquiera del estado de la técnica);

10

(01) Neumático;

(02) Llanta;

(03) Cubo; 15

(04) Válvula neumático;

(1) Dispositivo automático para inflado de neumáticos;

20

(10) Depósito interior tubular (de almacenamiento de gas comprimido, preferentemente aire o nitrógeno);

(11) Cubierta depósito;

25

(12) Válvula depósito;

(13) Electroválvula presostática;

(131) Cuerpo interior; 30

(1311) Electroválvula interior NC (Normalmente Cerrada);

(1312) Presostato interior (de máxima y de mínima);

35

(132) Cuerpo exterior;

(1321) Electroválvula exterior NC (Normalmente Cerrada);

(1322) Presostato exterior (de máxima y de mínima); 40

(1323) Tapón (roscado perforado);

(14) Sensor generador inalámbrico;

45

(141) Módulo generador cargador;

(142) Acumulador eléctrico;

(143) Emisor/receptor inalámbrico; 50

(15) Cable energía y datos;

(16) Centralita;

(17) Contrapeso; 5

(P1) Procedimiento de inflado y control de presión de un neumático;

Glosario de símbolos de las figuras, de esquemas eléctricos y GRAFCET

10

GIC Generador/Cargador;

iE/iR Emisor/Receptor inalámbrico;

C Centralita; 15

P01 Presión neumático (01);

Pmín Presión mínima (bar);

20

Pmáx Presión máxima (bar);

Ext. Exterior.

Figura 1 (Fig. 1).- muestra una vista en alzado de una rueda (0) cualquiera del estado de la 25 técnica.

Figura 2 (Fig. 2).- muestra una vista en corte transversal "A-B" de una rueda (0).

Figura 3 (Fig. 3).- muestra una vista en alzado de una rueda (0), cualquiera del estado de la 30 técnica, en la que se puede apreciar un dispositivo automático para inflado de neumáticos (1) reivindicado en la invención.

Figura 4 (Fig. 4).- muestra una vista en corte transversal "C-D" de una rueda (0) y de un dispositivo (1). 35

Figura 5 (Fig. 5).- muestra una vista en corte transversal "C-E" de una rueda (0) y de un dispositivo (1), así como detalles característicos de algunos elementos de la invención.

Figura 6 (Fig.6).- muestra una vista de un esquema eléctrico-neumático con los elementos del 40 dispositivo (1).

Figura 7 (Fig.7).- muestra una vista de un gráfico funcional de etapas y transiciones (GRAFCET) del dispositivo (1).

Descripción detallada de la invención y exposición detallada de un modo de realización 45 preferente de la invención

La invención dispone de un depósito interior tubular (10) situado en el interior de un neumático (01) y fijado sobre una llanta (02) y cuya función principal es contener gas comprimido, preferentemente aire o nitrógeno. El depósito de forma toroidal preferentemente de sección 50 circular (por su sencillez) o circular achatada por las generatrices (por adaptarse mejor al

espacio interior del neumático); lleva recubierta su generatriz superior mediante una cubierta depósito (11) (p.ej. del mismo material que un neumático) con el fin de si se produce un pinchazo poder rodar a muy baja velocidad hasta un lugar de estacionamiento seguro.

Un neumático, p.ej. 185/70 R 14 tiene un radio llanta de 177,8 mm y un radio neumático de 5 307,3 mm, suponiendo una forma ideal circular su volumen es de 20 litros. Si construimos un depósito de radio interior el de la llanta y de radio exterior el radio medio entre llanta y neumático su volumen es de 5 litros. Una presión máxima de un neumático es de 2,5 bar y una presión máxima de un depósito de aire comprimido, de espesor de pared de 2,5 mm, es de 200 bar; por lo que el depósito tiene capacidad para 1000 litros de aire a 200 bar. Si multiplicamos 10 la relación de presiones 200/2,5 por el volumen del depósito tendremos 400 litros, es decir el depósito tiene capacidad para inflar 20 veces el neumático.

Se describe detalladamente una realización preferente de la invención, de entre las distintas alternativas posibles, mediante enumeración de sus componentes así como de su relación 15 funcional en base a referencias a las figuras, que se han incluido, a título ilustrativo y no limitativo, según los principios de las reivindicaciones.

Se hace referencia a las figuras según sea necesario de acuerdo a conseguir una mejor comprensión de lo mostrado en las mismas. 20

Figura 1 (Fig. 1).- muestra una vista en alzado de una rueda (0) cualquiera del estado de la técnica, en la que se pueden apreciar sus principales partes:

a. neumático (01); 25

b. llanta (02);

c. cubo (03);

30

d. válvula neumático (04), que sirve para inflar y desinflar, de forma manual, un neumático (01) desde un compresor o depósito de aire comprimido.

Figura 2 (Fig.2).-muestra una vista en corte transversal "A-B" de una rueda (0), en la que se puede apreciar otra vista de todas las partes indicadas en la (Fig. 1) 35

En las Figuras 3-6 (Fig. 3-6) podemos observar: una vista en alzado (Fig. 3), unas vistas de unos cortes transversales: "C-D" (Fig. 4) y "C-E" (Fig. 5), y una vista de un esquema electro-neumático (Fig. 6), de un dispositivo automático para inflado de neumáticos (1) de un vehículo cualquiera del estado de la técnica del tipo de los que incorporan un sistema de inflado y 40 control de presión de los neumáticos (01) sin necesidad de alimentación a un compresor ni a un depósito externo, que se caracteriza por constar de:

a. un depósito interior tubular (10), con forma toroidal para almacenamiento de gas comprimido, dispuesto en el interior de un neumático (01) y fijado sobre una llanta (02) mediante atornillado, soldadura o pegado, y que lleva recubierta su generatriz superior mediante una cubierta 45 depósito (11), y en el que la temperatura del gas comprimido es la misma que la del gas contenido en el neumático (01); el gas preferentemente es aire o nitrógeno; la sección del depósito (10) preferentemente es circular o circular achatada por las generatrices;

b. una válvula depósito (12) formada por un cuerpo cilíndrico roscado dispuesto un extremo en un agujero roscado practicado en una llanta (02) y el otro extremo en un agujero roscado practicado en un depósito (10);

c. una electroválvula presostática (13) que permite cambiar de forma remota el valor de sus 5 presiones de consigna: (Pmín), (Pmáx), y que contiene:

a. un cuerpo interior (131) formado por un cuerpo cilíndrico roscado dispuesto en un agujero roscado practicado en un depósito (10) y compuesto de una electroválvula interior NC (1311) y de un presostato interior (1312) que mide la presión del depósito (10) con 10 funciones de presión máxima (Pmáx) y de presión mínima (Pmín);

b. un cuerpo exterior (132) formado por un cuerpo cilíndrico roscado dispuesto en un agujero roscado practicado en una llanta (02) y compuesto de una electroválvula exterior NC (1321) y de un presostato exterior (1322) que mide la presión del neumático (01) con 15 funciones de presión mínima (Pmín) y de presión máxima (Pmáx), y que actúa eléctricamente en la electroválvula exterior NC (1321) y en la electroválvula interior NC (1311), disponiendo además de un display para mostrar la presión del neumático (01) y de unos pulsadores para cambiar de forma local el valor de sus presiones de consigna: (Pmín), (Pmáx), y disponiendo de un tapón (1323) roscado perforado para dejar salir el 20 aire al exterior (Ext.);

d. un sensor generador inalámbrico (14) que contiene:

a. un módulo generador cargador (141) cuya finalidad es generar energía eléctrica y 25 controlar la carga de un acumulador eléctrico (142), mediante un generador cuyo rotor se mueve con el movimiento del vehículo;

El generador indicado es de los del tipo empleados en relojes de pulsera automáticos pero adaptado a la velocidad de rotación típica de una ruda de vehículo automotor. 30

b. un acumulador eléctrico (142) cuya finalidad es almacenar energía eléctrica;

c. un emisor/receptor inalámbrico (143) cuya finalidad es emitir y recibir datos de forma inalámbrica, emite a la centralita (16) la presión neumático (P01) y recibe de la centralita 35 (16) las presiones de consigna: presión mínima (Pmín) y presión máxima (Pmáx);

e. un cable energía y datos interno (15) cuya finalidad es la de alimentar de energía eléctrica y transmitir datos;

40

f. una centralita (16) dotada de un display y de un sistema basado en un microprocesador en el que se pueda implementar una aplicación;

g. un contrapeso (17), cuya finalidad es aseguran que el eje de rotación de la llanta (02) coincida con el eje principal de inercia. 45

Procedimiento de inflado v control de presión de un neumático (P1). mediante el empleo de un dispositivo automático para inflado de neumáticos (1)

Se describe detalladamente un procedimiento preferente de inflado y control de presión de un neumático (01) que utiliza un dispositivo automático para inflado de neumáticos (1) mediante la enumeración de las etapas a ejecutar según el orden indicado.

En la Figura 7 (Fig.7) podemos observar una vista de un gráfico funcional de etapas y 5 transiciones (GRAFCET) del sistema de regulación implementado en el cuerpo exterior (132) de la electroválvula presostática (13) del dispositivo (1).

Procedimiento de inflado y control de presión de un neumático (P1), mediante el empleo de un dispositivo automático para inflado de neumáticos (1), estando caracterizado dicho 10 procedimiento porque comprende al menos las siguientes etapas:

a. ajuste manual de las presiones de consigna: presión máxima (Pmáx) y presión mínima (Pmín), en un cuerpo exterior (132) de una electroválvula presostática (13);

15

b. llenado manual de un depósito interior tubular (10) de almacenamiento de gas comprimido, mediante una válvula depósito (12), a partir de una fuente de suministro de gas comprimido exterior;

c. control automático de la presión mínima (Pmín) deseada y predeterminada de un neumático 20 (01) por inflado hasta la presión mínima (Pmín), mediante la apertura de una electroválvula interior NC (1311) comandada por un relé de función de presión mínima (Pmín) de un presostato exterior (1322), a partir del gas comprimido de un depósito interior tubular (10);

d. control automático de la presión máxima (Pmáx) deseada y predeterminada de un neumático 25 (02) por desinflado hasta la presión máxima (Pmáx), mediante la apertura de una electroválvula exterior NC (1321) comandada por un relé de función de presión máxima (Pmáx) de un presostato exterior (1322), expulsando el gas excedente al exterior (Ext.);

Claims

REIVINDICACIONES

1. Dispositivo automático para inflado de neumáticos (1) de un vehículo cualquiera del estado de la técnica del tipo de los que incorporan un sistema de inflado y control de presión de los neumáticos (01) sin necesidad de alimentación a un compresor ni a un depósito externo, que 5 se caracteriza por constar de:

a. un depósito interior tubular (10), con forma toroidal para almacenamiento de gas comprimido, dispuesto en el interior de un neumático (01) y fijado sobre una llanta (02) mediante atornillado, soldadura o pegado, y que lleva recubierta su generatriz superior mediante una cubierta 10 depósito (11), y en el que la temperatura del gas comprimido es la misma que la del gas contenido en el neumático (01);

b. una válvula depósito (12) formada por un cuerpo cilíndrico roscado dispuesto un extremo en un agujero roscado practicado en una llanta (02) y el otro extremo en un agujero roscado 15 practicado en un depósito (10);

c. una electroválvula presostática (13) que permite cambiar de forma remota el valor de sus presiones de consigna: (Pmín), (Pmáx), y que contiene:

20

a. un cuerpo interior (131) formado por un cuerpo cilíndrico roscado dispuesto en un agujero roscado practicado en un depósito (10) y compuesto de una electroválvula interior NC (1311) y de un presos tato interior (1312) que mide la presión del depósito (10) con funciones de presión máxima (Pmáx) y de presión mínima (Pmín);

25

b. un cuerpo exterior (132) formado por un cuerpo cilíndrico roscado dispuesto en un agujero roscado practicado en una llanta (02) y compuesto de una electroválvula exterior NC (1321) y de un presostato exterior (1322) que mide la presión del neumático (01) con funciones de presión mínima (Pmín) y de presión máxima (Pmáx) y que actúa eléctricamente en la electroválvula exterior NC (1321) y en la electroválvula interior NC 30 (1311), disponiendo además de un display para mostrar la presión del neumático (01) y de unos pulsadores para cambiar de forma local el valor de sus presiones de consigna: (Pmín), (Pmáx), y disponiendo de un tapón (1323) roscado perforado para dejar salir el aire al exterior (Ext.);

35

d. un sensor generador inalámbrico (14) que contiene:

a. un módulo generador cargador (141) cuya finalidad es generar energía eléctrica y controlar la carga de un acumulador eléctrico (142), mediante un generador cuyo rotor se mueve con el movimiento del vehículo; 40

b. un acumulador eléctrico (142) cuya finalidad es almacenar energía eléctrica;

c. un emisor/receptor inalámbrico (143) cuya finalidad es emitir y recibir datos de forma inalámbrica, emite a la centralita (16) la presión neumático (P01) y recibe de la centralita 45 (16) las presiones de consigna: presión mínima (Pmín) y presión máxima (Pmáx);

e. un cable energía y datos interno (15) cuya finalidad es la de alimentar de energía eléctrica y transmitir datos;

50

f. una centralita (16) dotada de un display y de un sistema basado en un microprocesador en el que se pueda implementar una aplicación;

g. un contrapeso (17), cuya finalidad es aseguran que el eje de rotación de la llanta (02) coincida con el eje principal de inercia. 5
2. Dispositivo automático para inflado de neumáticos (1), según reivindicación 1, que se caracteriza por el hecho de que el gas comprimido almacenado en el depósito interior tubular (10) es aire.

10
3. Dispositivo automático para inflado de neumáticos (1), según reivindicación 1, que se caracteriza por el hecho de que el gas comprimido almacenado en el depósito interior tubular (10) es nitrógeno.
4. Dispositivo automático para inflado de neumáticos (1), según reivindicación 1, que se 15 caracteriza por el hecho de que la sección del depósito interior tubular (10) es circular.
5. Dispositivo automático para inflado de neumáticos (1), según reivindicación 1, que se caracteriza por el hecho de que la sección del depósito interior tubular (10) es circular achatada por sus generatrices. 20