ITMO20070177A1 - Gruppo per la misurazione di parametri fisici relativi allo stato di un pneumatico. - Google Patents
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Description
DESCRIZIONE
annessa a domanda di brevetto per INVENZIONE INDUSTRIALE avente per titolo: GRUPPO PER LA MISURAZIONE DI PARAMETRI FISICI RELATIVI ALLO STATO DI UN PNEUMATICO.
La presente invenzione ha per oggetto un gruppo per la misurazione di parametri fisici relativi allo stato di uno pneumatico.
In particolare, la presente invenzione si riferisce ad un gruppo per la misurazione della temperatura e della pressione all'interno degli pneumatici di un motoveicolo.
Sistemi per il controllo della pressione interna ai pneumatici dei veicoli vengono denominati TMPS, acronimo di "Tyre Pressure Measurement System". Sistemi di questo genere si sono largamente diffusi in risposta ad esigenze di sicurezza sempre più sentite nel settore autoveicolistico. D'altronde, l'applicazione di dispositivi TMPS si sta affermando anche in ambito motociclistico, laddove il controllo continuo dello stato degli pneumatici è fondamentale nel garantire stabilità, sicurezza e buone prestazioni del mezzo.
I sistemi TMPS possono adottare due tecniche alternative per la rilevazione della pressione interna dello pneumatico: o una misurazione indiretta basata sull'acquisizione del valore della misura circonferenziale, o una misura diretta attraverso sensori interni in radiocomunicazione con una centralina esterna. Il secondo sistema, a fronte di costi più elevati, garantisce una misurazione più precisa delle caratteristiche di pressione e temperatura interne allo pneumatico.
D'altra parte, applicando la tecnica della misurazione diretta si deve risolvere il problema dell'introduzione e soprattutto del fissaggio degli elementi sensori all'interno dello pneumatico. Nei sistemi TPMS secondo la tecnica nota, una centralina interna comprendente tali elementi sensori viene o fissata alla superficie del cerchione tramite una fascia elastica o per incollaggio, oppure avvitata internamente alla valvola di gonfiaggio dello pneumatico.
Un problema comune ai sistemi di fissaggio sopra individuati riguarda le vibrazioni trasmesse dal cerchione alla centralina alloggiante la sensoristica interna. Tali vibrazioni da una parte possono danneggiare i sensori o l'elettronica ad essi associata, dall'altra rischiano di provocare il distacco della centralina dalla superficie del cerchione, specialmente nel caso in cui questa sia collegata tramite cinghia o adesivo. Nel caso di avvitamento sul corpo della valvola invece, le vibrazioni vengono trasmesse anche alla valvola stessa, e possono provocarne il danneggiamento.
Un altro svantaggio dei sistemi di fissaggio secondo l'arte nota deriva dalla relativa complessità di montaggio del sensore allo pneumatico. Tale svantaggio si avverte particolarmente in relazione alle operazioni di sostituzione della centralina interna, che si rende necessaria ad esempio nel caso di esaurimento della batteria d'alimentazione.
Un ulteriore limite dei sistemi di fissaggio noti è la necessità di produrre gruppi TPMS dedicati per ogni differente misura di cerchione presente sul mercato. Tali elementi hanno infatti diverse dimensioni standardizzate, con diametri variabili fra i 14 e i 19 pollici. Nell'arte nota, centraline interne di dimensioni differente sono realizzate per adattarsi ai diversi diametri.
Scopo della presente invenzione è quello di realizzare un gruppo per la misurazione di parametri fisici relativi allo stato di uno pneumatico che sia associabile all'interno dello pneumatico stesso in modo da ottenere uno notevole smorzamento delle vibrazioni trasmesse dalla ruota alla centralina interna del gruppo.
Un vantaggio del presente dispositivo riguarda la rapidità con la quale possono essere eseguite le operazioni di accoppiamento e disaccoppiamento della centralina interna del gruppo rispetto al cerchione del veicolo al quale il gruppo è applicato.
Un altro vantaggio del dispositivo secondo la presente invenzione riguarda la sua adattabilità a cerchioni di tipo diverso aventi diametri anche molto differenti fra loro.
Un ulteriore vantaggio del presente trovato riguarda la sua semplicità ed economicità realizzativa.
Ulteriori caratteristiche e vantaggi appariranno maggiormente nella descrizione dettagliata di alcune forme realizzative fatta qui di seguito con riferimento agli uniti disegni, in cui:
- la figura 1 mostra, in prospettiva esplosa, gli elementi di un gruppo secondo la seguente invenzione per la misurazione dei parametri fisici relativi allo stato di uno pneumatico associati alla superficie interna di un cerchione;
- la figura 2 mostra in sezione il dispositivo secondo la presente invenzione associato ad un cerchione;
- la figura 3 mostra una vista prospettica dei mezzi di fissaggio della centralina interna del dispositivo al cerchione; - la figura 4 mostra una vista laterale del dispositivo secondo la presente invenzione in una fase di accoppiamento della centralina interna ai mezzi di fissaggio al cerchione;
Con riferimento alle citate figure, identifichiamo un gruppo per la misurazione di parametri fisici relativi allo stato di uno pneumatico, comprendente una centralina interna 1 comprendente a sua volta almeno un sensore 10 e mezzi di fissaggio per il collegamento amovibile di detta centralina interna 1 al canale di un cerchione 101. L'almeno un sensore 10 è predisposto ad effettuare almeno misure di pressione. Vantaggiosamente l'almeno un sensore 10 può essere predisposto ad effettuare anche misure di temperatura.
I mezzi di fissaggio sopra menzionati comprendono un elemento di supporto 2, solidalmente associabile al canale del cerchione 101, e mezzi di connessione predisposti per realizzare un accoppiamento elastico reversibile tra elemento di supporto 2 e centralina interna 1. La presenza di un accoppiamento elastico consente un notevole smorzamento delle vibrazioni che verrebbero trasmesse dalla ruota alla centralina interna 1 del gruppo in caso di accoppiamento rigido. La reversibilità dell'accoppiamento elastico determina la possibilità di disaccoppiare secondo necessità la centralina interna 1 rispetto all'elemento di supporto 2. L'elemento di supporto 2 trovandosi operativamente associato al canale del cerchione 101, si distinguerà fra una configurazione accoppiata del gruppo secondo l'invenzione in corrispondenza della quale la centralina interna 1 è solidale ad elemento di supporto 2 e cerchione 101 e una configurazione disaccoppiata con centralina interna 1 scollegata dal resto del gruppo. La possibilità di disaccoppiare la centralina interna 1 dal cerchione 101 senza dover smontare l'elemento di supporto 2 dal cerchione 101 stesso consente un'agevole sostituzione di tale centralina interna.
I mezzi di connessione predisposti per realizzare l'accoppiamento elastico reversibile comprendono mezzi elastici ed un vincolo unilaterale al moto relativo fra elemento di supporto 2 e centralina interna 1 atto ad essere efficace opponendosi all'azione di detti mezzi elastici in corrispondenza della configurazione accoppiata del gruppo. Nella forma realizzativa descritta, quando il gruppo è in configurazione accoppiata l'azione dei citati mezzi elastici tende a spingere la centralina interna 1 in allontanamento dal cerchione 101 lungo una direzione sostanzialmente normale ad una superficie interna del medesimo alla quale è solidalmente associato l'elemento di supporto 2. Il vincolo unilaterale al moto relativo fra elemento di supporto 2 e centralina interna 1 è costituito da parti dei due elementi medesimi predisposte ad interagire a contatto in configurazione accoppiata, opponendosi al sopra menzionato allontanamento della centralina interna 1 rispetto al cerchione 101.
L'elemento di supporto 2 comprende una prima lamina, flessibile e con profilo sostanzialmente arcuato, comprendente un primo tratto mediano 3 a associabile alla valvola di gonfiaggio 102 dello pneumatico, la superficie concava di detta prima lamina essendo predisposta a deformarsi elasticamente per adattarsi alla superficie convessa del canale del cerchione 101. Tale prima lamina, preferibilmente realizzata in acciaio, è preferibilmente costituita dal primo tratto mediano 3 a planare, alle cui estremità sono associati due tratti terminali inferiori 3b anch'essi planari; tali tratti terminali inferiori 3b risultano inclinati rispetto al tratto mediano di modo da determinare il profilo arcuato della prima lamina. La prima lamina è simmetrica rispetto ad un piano trasversale che attraversa il primo tratto mediano 3 a, nonché rispetto ad un piano longitudinale. Per associare il tratto mediano 3 a alla valvola di gonfiaggio 102 tale tratto mediano presenta un foro passante 7 presso l'intersezione dei due piani di simmetria della prima lamina. Tale foro passante 7 è predisposto per essere attraversato da un codolo filettato 8 della valvola di gonfiaggio 102, disposto internamente rispetto al volume dello pneumatico. Tramite l'avvitamento di un dado 8a sul codolo filettato 8, si realizza il fissaggio della prima lamina, e quindi dell'elemento di supporto 2 di cui essa è parte, al cerchione 101. Con il serraggio del dado 8a si determina la deformazione elastica della prima lamina contro la superficie convessa del canale del cerchione 101; l'inclinazione dei tratti terminali inferiori 3b diminuirà fino ad adattarsi alla curvatura di tale superficie. Tale soluzione costruttiva consente l'adattabilità del dispositivo secondo l'invenzione a cerchioni aventi diametri fra loro differenti.
L'elemento di supporto 2 comprende inoltre due alette laterali 5 a, associate alle estremità della prima lamina e disposte lungo piani sostanzialmente normali alla superficie convessa di detta prima lamina. Tali alette laterali 5a sono uguali e simmetricamente disposte rispetto al piano di simmetria trasversale della prima lamina.
In una forma alternativa non rappresentata nelle allegate figure, l'elemento di supporto 2 comprende una base rigida in sostituzione alla prima lamina flessibile, predisposta per associarsi al canale del cerchione 101. In questa forma, alle estremità della base rigida sono associate le alette laterali 5 a flessibili.
I sopra citati mezzi elastici comprendono una seconda lamina 4, elasticamente deformabile e con profilo sostanzialmente arcuato, comprendente un secondo tratto mediano 4a accoppiato al primo tratto mediano 3 a della prima lamina, la convessità di detta seconda lamina 4 essendo rivolta verso la prima lamina, le estremità di detta seconda lamina essendo predisposte per venire a contatto con la centralina interna 1 in corrispondenza di una configurazione accoppiata del gruppo. Tale seconda lamina 4 è in tutto simile alla prima lamina: preferibilmente realizzata in acciaio, è costituita dal secondo tratto mediano 4a planare, alle cui estremità sono associati due superiori anch'essi planari; tali tratti terminali superiori risultano inclinati rispetto al tratto mediano di modo da determinare il profilo arcuato. Anche la seconda lamina è simmetrica rispetto ad un piano trasversale che attraversa il secondo tratto mediano 4a, nonché rispetto ad un piano longitudinale. La prima e la seconda lamina 4 sono accoppiate in corrispondenza dei loro tratti mediani 3 a, 4a essendo due delle superfici di tali tratti giustapposte e solidali; conseguentemente, il foro passante 7 attraversa anche il secondo tratto mediano 4a della seconda lamina 4. In un'altra forma realizzativa, non illustrata, le due lamine sono realizzate con un tratto mediano comune dal quale si dipartono i quattro tratti terminali sopra descritti; la forma realizzativa con tratti mediani giustapposti e congiunti è però da preferirsi per motivi di semplicità costruttiva. In un'ulteriore forma realizzativa, non rappresentata nelle figure citate, i mezzi elastici comprendono, in alternativa o in aggiunta alla seconda lamina 4, almeno una molla predisposta per inserirsi fra centralina interna 1 ed elemento di supporto 2. Tale molla può essere una semplice molla elicoidale di compressione, una molla a tazza, una molla a nottolino o di altro tipo. In un'altra forma realizzativa, sempre non rappresentata nelle figure citate, i mezzi elastici comprendono un elemento deformabile predisposto per opporsi aH'awicinamento di centralina interna 1 ed elemento di supporto 2.
Riassumendo quanto detto in proposito della prima e della seconda lamina 4: il primo tratto mediano 3 a della prima lamina è planare; alle sue estremità sono associati due tratti terminali inferiori 3b simmetricamente inclinati anch'essi planari; il secondo tratto mediano 4a della seconda lamina 4 è anch'esso planare ed è associato alle sue estremità con due tratti terminali superiori simmetricamente inclinati planari; le due lamine hanno forma e dimensioni simili; il primo ed il secondo tratto mediano 3 a, 4a accoppiati sono attraversati centralmente da un foro passante 7 per l'accoppiamento del gruppo alla valvola di gonfiaggio 102 dello pneumatico.
II vincolo unilaterale al moto relativo fra elemento di supporto 2 e centralina interna 1 comprende, nella soluzione realizzativa qui descritta, almeno due asole 5b presenti sulle due alette laterali 5 a dell'elemento di supporto 2 e almeno due denti di aggancio 6a, disposti alle due estremità della centralina interna 1 e predisposti per impegnarsi all'interno di dette asole 5b. D'altra parte, è chiaro come detto vincolo unilaterale possa essere realizzato nelle maniere più disparate, essendo sufficiente garantire un punto di contatto fra elementi solidali all'elemento di supporto 2 ed elementi solidali alla centralina interna 1 che limiti il moto relativo fra le due entità. Nella forma preferita di realizzazione, le asole 5b sono aperture quadrate o rettangolari sulle alette laterali 5 a; i denti di aggancio presentano un profilo a V, e sono vantaggiosamente dotati di una superficie inclinata 13 rivolta esternamente rispetto alla centralina interna 1.
In un'altra forma di realizzazione, non illustrata nelle figure citate, il vincolo unilaterale al moto relativo fra elemento di supporto 2 e centralina interna 1 comprende aggetti sulle due alette laterali 5 a dell'elemento di supporto 2 predisposti per associarsi alla morfologia della centralina interna 1. In questa forma realizzativa, non risulta necessario predisporre le asole 5b e i denti di aggancio 6a come sopra descritti.
Le asole 5b sono di forma e dimensioni tali da consentire, in corrispondenza di una configurazione accoppiata del gruppo, l'escursione della centralina interna 1 lungo una direzione sostanzialmente normale alla superficie convessa della prima lamina, fra almeno una posizione compressa nella quale la centralina interna 1 è in prossimità della prima lamina e i denti di aggancio 6a non si impegnano con il perimetro delle asole 5b, ed una posizione operativa nella quale la centralina interna 1 è distanziata rispetto alla prima lamina e i denti di aggancio 6a si impegnano a contatto con parte del perimetro delle asole 5b. L'azione elastica esercitata dalla seconda lamina 4 sulla centralina interna 1 è diretta al mantenimento della centralina interna 1 in posizione operativa.
La centralina interna 1 comprende una struttura scatolare di contenimento 9 avente sostanzialmente forma di un parallelepipedo rettangolo. La lunghezza della dimensione principale di tale parallelepipedo è sostanzialmente pari alla lunghezza della prima lamina, e la superficie del parallelepipedo orientata verso la prima lamina è concava per seguire il profilo del canale del cerchione ed evitare interferenze con esso. La struttura scatolare di contenimento 9 è preferibilmente realizzata in materiale plastico, ed è centralmente forata per consentire il passaggio di fluido (generalmente aria) da e verso lo sbocco della valvola di gonfiaggio 102 in corrispondenza di una configurazione accoppiata del dispositivo descritto, nel foro sopramenzionato è possibile il passaggio di una eventuale antenna per la trasmissione dei dati alla centrale ricevente.
La centralina interna 1 comprende, all'interno della struttura scatolare di contenimento 9, oltre all'almeno un sensore 10, una batteria Il e mezzi per inviare messaggi in radiofrequenza verso una centralina esterna (non rappresentati nelle figure citate). Vantaggiosamente, una superficie di pressione 12 della struttura scatolare di contenimento 9 opposta alla superficie del parallelepipedo orientata verso la prima lamina è predisposta per potervi agevolmente esercitare pressione. I denti di aggancio 6a sono associati a due delle superfici laterali opposte della struttura scatolare di contenimento 9.
Per realizzare l'accoppiamento della centralina interna 1 con l'elemento di supporto 2 associato ad una valvola di gonfiaggio 102, i denti di aggancio 6a devono essere posizionati in corrispondenza delle alette laterali 5 a. Si opera allora inserendo prima uno dei due denti di aggancio 6a all'intemo dell'asola 5b corrispondente. Il dente viene mantenuto a contatto con il perimetro dell'asola dalla pressione elastica esercitata su di esso dalla seconda lamina 4. In seguito, come mostrato in figura 4, si esercita una pressione sulla superficie di pressione 12 in prossimità dell'estremità della centralina interna 1 non ancora impegnata. Tale pressione determina una rotazione della centralina intorno alla cerniera costituita dall'incastro dente-asola all'estremità impegnata ed una conseguente deformazione elastica del tratto terminale superiore della seconda lamina 4 contro il quale la pressione viene esercitata. Lo scorrimento della superficie inclinata 13 del dente libero lungo la corrispettiva aletta laterale 5 a determina una flessione di questa, fino al punto in cui il dente si introduce all'interno dell'asola 5b e l'aletta laterale 5 a si riporta in posizione non deformata. Rilasciando la pressione sulla superficie di pressione 12, il tratto terminale superiore della seconda lamina 4 agisce sulla centralina interna 1 mentre ritorna elasticamente verso la sua posizione originaria, portando il gruppo nella sopra menzionata posizione operativa. Per riportare il gruppo dalla configurazione accoppiata alla configurazione disaccoppiata è sufficiente agire disimpegnando i denti di aggancio 6a dalle rispettive asole 5b, l'operazione essendo favorita dalla flessibilità delle alette laterali 5a della prima lamina sulle quali i denti di aggancio 6a sono impegnati.
Claims (4)
- RIVENDICAZIONI 1) Gruppo per la misurazione di parametri fisici relativi allo stato di uno pneumatico, comprendente: una centralina interna (1) comprendente almeno un sensore (10); mezzi di fissaggio per il collegamento amovibile di detta centralina interna (1) al canale di un cerchione (101); caratterizzato per il fatto che detti mezzi di fissaggio comprendono: un elemento di supporto (2), solidalmente associabile al cerchione (101), e mezzi di connessione predisposti per realizzare un accoppiamento elastico reversibile tra elemento di supporto (2) e centralina interna (1).
- 2) Gruppo come da rivendicazione 1 caratterizzato per il fatto che detti mezzi di connessione predisposti per realizzare un accoppiamento elastico reversibile comprendono mezzi elastici ed un vincolo unilaterale al moto relativo fra elemento di supporto (2) e centralina interna (1) atto ad essere efficace opponendosi all'azione di detti mezzi elastici in corrispondenza di una configurazione accoppiata del gruppo.
- 3) Gruppo come da rivendicazione 2 caratterizzato per il fatto che l'elemento di supporto (2) comprende una prima lamina, flessibile e con profilo sostanzialmente arcuato, comprendente un primo tratto mediano (3 a) associabile alla valvola di gonfiaggio (102) dello pneumatico, la superficie concava di detta prima lamina essendo predisposta a deformarsi elasticamente per adattarsi alla superficie convessa del canale del cerchione (101).
- 4) Gruppo come da rivendicazione caratterizzato per il fatto che i mezzi elastici comprendono una seconda lamina (4), elasticamente deformabile e con profilo sostanzialmente arcuato, comprendente un secondo tratto mediano (4a) accoppiato al primo tratto mediano (3 a) della prima lamina, la convessità di detta seconda lamina (4) essendo rivolta verso la prima lamina, le estremità di detta seconda lamina essendo predisposte per venire a contatto con la centralina interna (1) in corrispondenza di una configurazione accoppiata del gruppo, 5) Gruppo come da rivendicazione 4 caratterizzato per il fatto che l'elemento di supporto (2) comprende due alette laterali (5a), associate alle estremità della prima lamina e disposte lungo piani sostanzialmente normali alla superficie convessa di detta prima lamina. 6) Gruppo come da rivendicazione 5 caratterizzato per il fatto che il vincolo unilaterale al moto relativo fra elemento di supporto (2) e centralina interna (1) comprende almeno due asole (5b) presenti sulle due alette laterali (5a) dell'elemento di supporto (2) e almeno due denti di aggancio (6a), disposti alle due estremità della centralina interna (1) e predisposti per impegnarsi all'intemo di dette asole (5b). 7) Gruppo come da rivendicazione 6 caratterizzato per il fatto che le asole (5b) sono di forma e dimensioni tali da consentire, in corrispondenza di una configurazione accoppiata del gruppo, l'escursione della centralina interna (1) lungo una direzione sostanzialmente normale alla superficie convessa della prima lamina, fra almeno una posizione compressa nella quale la centralina interna (1) è in prossimità della prima lamina e i denti di aggancio (6a) non si impegnano con il perimetro delle asole (5b), ed una posizione operativa nella quale la centralina interna (1) è distanziata rispetto alla prima lamina e i denti di aggancio (6a) si impegnano a contatto con parte del perimetro delle asole (5b), l'azione elastica esercitata dalla seconda lamina (4) sulla centralina interna (1) essendo diretta al mantenimento della centralina interna (1) in posizione operativa. 8) Gruppo come da rivendicazione 7 caratterizzato per il fatto che: il primo tratto mediano (3 a) della prima lamina è planare, alle sue estremità essendo associati due tratti terminali inferiori (3b) simmetricamente inclinati anch'essi planari; il secondo tratto mediano (4a) della seconda lamina (4) è anch'esso planare, associato alle sue estremità con due tratti terminali superiori simmetricamente inclinati planari. 9) Gruppo come da rivendicazione 8 caratterizzato per il fatto che la prima lamina e la seconda lamina (4) hanno forma e dimensioni simili, il primo ed il secondo tratto mediano (3 a), (4a) accoppiati essendo attraversati centralmente da un foro passante (7) per l'accoppiamento del gruppo alla valvola di gonfiaggio (102) dello pneumatico. 10) Gruppo come da rivendicazione 9 caratterizzato per il fatto che la centralina interna (1) comprende una struttura scatolare di contenimento (9) avente sostanzialmente forma di parallelepipedo rettangolo, la lunghezza della dimensione principale di detto parallelepipedo essendo sostanzialmente pari alla lunghezza della prima lamina, la superficie di detto parallelepipedo orientata verso la prima lamina essendo concava per seguire il profilo del canale del cerchione (101) ed evitare interferenze con esso, i denti di aggancio 6a essendo associati a due delle superfici laterali opposte di detta struttura scatolare di contenimento 9.
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