ITRE960057A1 - Sensore di bassa pressione - Google Patents

Description

" SENSORE DI BASSA PRESSIONE."

D E S C R I Z I O N E

L'invenzione si riferisce ad un sensore di bassa pressione applicabile all'interno dei pneumatici dei veicoli il quale comprende un interruttore iI cui intervento è condizionato dalla reazione esercitata da un elemento elastico disposto in una camera a tenuta, pressione atmosferica, contrastante l'azione della pressione di gonfiaggio, presente all'interno di un pneumatico.

Ne! caso di diminuzione della pressione di gonfiaggio, la spinta di reazione dell'elemento elastico preme su una membrana elastica calibrata e questa si deforma fino a premere, con la sua parte centrale su un pulsante che va a chiudere un circuito elettronico alime.ntato da microbatterie ad elevata autonomia.

A circuito chiuso le batterie alimentano un trasmettitore, ad esempio a radiofrequenze o corrispondente, iI quale emette dei segnaii codificati che, per mezzo della carcassa filo metaIIico di rinforzo interno deI pneumatico utilizzata come antenna,oppure utilizzando un circuito antenna applicato alla stessa scheda del circuito operativo, vengono trasmessi e possono essere captati da un ricevitore installato all'interno deI veicolo, preferibiImente sul cruscotto.

Applicando un sensore in ogni pneumatico, compreso eventualmente quello della ruota di scorta, è possibile tenere sotto controllo, in ogni momento, le condizioni di pressione delle ruote del proprio veicolo. In cabina, i segnali captati dal o dai ricevitori possono essere identificati a livello di segnali d'allarme acustici o luminosi a led, oppure visualizzati su display al momento del manifestarsi delI'anomaiia.

E' noto che molti sforzi sono stati fatti, e vengono tuttora fatti, per rendere sempre più sicuri ed affidabili i veicoli che quotidianamente vengono utilizzati da un sempre maggior numero di utenti.

In special modo, per la propria e l'altrui sicurezza e incolumità, particolare riguardo deve essere dedicato al controllo periodico della pressione dei pneumatici al fine di evitare I'uso di mezzi sostanziaImente inaffidabiIi e pericoIosi.

A questo scopo, sono già noti alcuni dispositivi di controllo, specie quelli applicabili sulle valvole di gonfiaggio dei pneumatici per autocarri, che però non sono molto divulgati a causa del loro eccessivo costo e del fatto che, comunque, essi devono essere sottoposti a periodici controlIi di funzionaiita.

Altri dispositivi, più efficaci e più significativi nei riguardi della loro logica funzionale, sono quelli relativi al trovato descritto, iIlustrato e rivendicato dalla domanda di brevetto per invenzione industriale N° RE95 A 000066 depositata il 02,11.1995 dalla medesima titolare della presente domanda di privativa.

Il presente trovato si riferisce specificatamente ad un tipo di sensore di variazione di pressione idoneo ad essere utilizzato nei dispositivi concepiti con la materia del su indicato brevetto, di struttura molto semplice , di sicuro funzionamento e molto economico.

Esso si basa su di un microcircuito trasmettitore di segnali codificati che vengono emessi alI'atto della sua alimentazione provocata da un interruttore che interviene nel momento in cui la pressione all'interno dei pneumatici discende al di sotto di liveIli prestabiliti.

II trovato viene di seguito descritto in dettaglio secondo una sua reaiizzazione data a solo scopo esempiificativo e non limitativo, con riferimento agli allegati disegni, in cui:

la fig. 1 rappresenta la sezione trasversale del dispositivo di rilevezione della variazione di pressione dei pneumatici,

la fig.2 rappresenta la sezione trasversale dello stesso dispositivo con isolante per le batterie, la fig.3 rappresenta la sezione trasversale del dispositivo in condizioni di liveIlo di pressione corretto all'interno dei pneumatici,

la fig.4 rappresenta il dispositivo in vista esplosa, in tutti i suoi particolari, e

la fig. 5 rappresenta un esempio reaIizzativo, non

Iimitativo, del circuito elettronico trasmettitore inserito ne! dispositivo.

Le figure rappresentano un sensore (100) di bassa pressione sostanzialmente costituito da un fondo (1) nel quale sono applicati,in sequenza, una scheda (2) sulla quale è sviluppato il circuito elettronico (3) con trasmettitore a basso consumo (21) di segnali codificati, che viene alimentato da batterie (4) ad elevata autonomia.

La scheda (2) comprende anche una serie di fori passanti (5) che mettono in comunicazione iI vano (6) del fondo (1), e quindi l'interno del pneumatico (7), col vano (8) realizzato sul distanziale (9), la cui funzione è quella di mantenere in sede la stessa scheda (2) e di costituire I'appoggio per una membrana calibrata flessibile ( 10), la quale viene impegnata a tenuta, lungo un suo bordo periferico toroidale (11), in altrettanti vani semitoroidaIi contrapposti (12) e (12'), rispettivamente formati sui lati contrapposti (13) e (13') presenti sul distanziale (9) e sul coperchio (14).

NeI coperchio (14), in aIIineamento coassiaIe alla membrana flessibile (10), è presente una camera (-15') nella quale è disposto un elemento elastico (16); nella fattispecie una moIIa.eIicoidaIe tarata con distanziale di appoggio (17). In condizioni di sensore montato, nella camera (15) a pressione atmosferica è inserita la molla (16), con distanziale (17). La camera (15) è chiusa, a tenuta, dalla membrana (10), impegnata lungo il suo bordo (11) tra i vani (12) e (12'),

Il sensore viene montato all'interno della carcassa del pneumatico (7), preferibi1mente alI'interno deIIa zona corrispondente al battistrada, A pneumatico sgonfio, la membrana (10) rimane solo leggermente deformata in quanto non sussiste grossa differenza di pressione tra la camera (15) e i vani (6) e (8) interni al pneumatico; la molla (16) è parzialmente scarica e quasi completamente distesa.

In tale condizione, le parte centrale (18) della membrana (10) entra in relazione di contatto con iI corpo pulsante (19) del circuito elettronico (3), in corrispondenza del quale è presente I'interruttoré (20).

Tale contatto chiude iI circuito (3) che, alimentato dalle batterie (4), è in condizione di trasmettere i segnali codificati emessi dall'integrato (21).

A pneumatico gonfiato, la pressione interna aumenta rispetto a quella atmosferica, la membrana (10) si deforma allontanandosi dal punto di contatto (19), interrompendo l'alimentazione al circuito elettronico (3) e comprimendo la molla (16) con un carico proporzionale alla pressione.

Perdurando le condizioni di pressione regolari e previste per l'esercizio all'interno del pneumatico, gli organi interni del sensore permarranno nelle condizioni sopra esposte. Nel momento in cui la pressione d'esercizio all'interno del pneumatico dovesse per qualche ragione diminuire ( perdita naturale, foratura,scarsa tenuta della valvola, e simili), la membrana (10) viene respinta dalla reazione della moIla (16) così che,a un certo punto prestabiIito e tarabile meccanicamente, il puntale (l8) entra in contatto col pulsante (19), chiudendo iI circuito (3).

Le batterie (4) alimentano iI circuito elettronico ed iI trasmettitore (21) inizia ad emettere i segnaii codificati che saranno captati da un qualsiasi tipo di ricevitore noto ed adeguato, secondo quanto già descritto e rivendicato alla menzionata domanda di brevetto N° RE95 A 000066 depositata il 02.11.1995 a nome del medesimo titolare deIla presente domanda di brevetto.

Per la trasmissione dei segnali, il circuito trasmettitore (3) utilizza come antenna la carcassa metallica reticolare (22) che forma il rinforzo interno, compreso tra le variegate stratificazioni, costituenti la struttura del pneumatico (7), oppure un circuito antenna applicato nella stessa scheda del circuito operativo.

Nella fase di appiicazione, iI sensore in oggetto viene preferibitmente applicato, mediante strato adesivo (24) ad elevata qualita di tenuta, nella zona interna dei pneumatici corrispondente al battistrada; ciò allo scopo di agevolare la tenuta dell'adesivo grazie all'effetto della forza centrifuga che si manifesta nel sensore durante la rotazione dei pneumatici.

AlI'atto del montaggio, dal sensore viene tolto iI nastro isolante (23) la cui funzione, fino a quel momento, è quella di isolare il circuito elettronico (3) daII'aIimentazione della batteria (4). Come infatti già detto, se nelle camere (15) e (6)- (8) c'è ugual pressione atmosferica, il contatto (20) è chiuso e le batterie (4) alimentano iI circuito (3) con conseguente trasmissione di segnaii codificati.Per ovviare che ciò succeda quando i sensori non sono ancora montati all'interno dei pneumatici, tra le batterie (4) ed i contatti (25) è presente il nastro isolante (23).

Quando iI nastro (23) viene tolto, iI circuito trasmettirore (3) inizia ad emettere i segnaii fino a quando iI pneumatico viene gonfiato alla pressione voluta che distacca il contatto (20).

In figura 5 è rappresentato un esempio di circuito elettronico (3) atto allo scopo prefissato; è comunque evidente che tale circuito è dato a solo scopo esemplificativo e non limitativo, speciè''per quanto riguarda la componentistica utilizzata, che può essere di qualsiasi altro tipo corrispondente e per quanto riguarda iI suo concetto funzionale che può essere ugualmente conseguito con altre filosofie circuitali, comunque comprese nella presente materia.

IL circuito (3) ha sostanziaImente la funzione di trasmettere dei segnali codificati ad una prestabilita frequenza, quando iI dispositivo sensore di pressione (100) aziona il pulsante (19) e chiude i contatti (20). IL circuito integrato (21) produce un codice di identificazione , assegnato al dispositivo in fase di programmazione. Il circuito preso ad esempio può utilizzare quattro miIioni di codici differenti. II codice generato sul pin (27) del circuito integrato (21) piIota iI resistore RI ( 26), I'oscillatore-trasmettitore costituito da Q1 (28) e da tutti i componenti ad esso connessi. II dispositivo XI (29) è un risuonatore ad onda di superficie ( S.A.W. Resonator) iI quale determina la frequenza di trasmissione. II componente (22) che unisce R5 e C4 a C2, è una linea che svolge la funzione di antenna la quale, è costituita dalla carcassa metalIica di rinforzo dei pneumatici (7),oppure è collegata ad un circuito antenna appiicato nella scheda del circuito operativo (3)·

L'antenna (22) irradia il segnale generato con il livello necessario a raggiungere iI sistema ricevente posto a bordo dei veicoIi.

Il circuito (3) è alimentato da batterie (4) al Iitio a lunga durata, in particolar modo va rilevato che i periodi in cui il circuito (3) viene alimentato, sono limitati alle condizioni di rilevamento di bassa pressione. In caso contrario le batterie (4) non erogano energia e, pertanto, hanno una durata sostanzialmente almeno uguale all'arco di vita dei pneumatici, dall'applicazione nuova alla sostituzione per usura.

I "test point" da TP1 a TPÓ ( 30) servono alla programmazione ed alla verifica del codice assegnato al circuito integrato (21), e sono utilizzati esclusivamente in fase di produzione.

Mentre iI presente trovato è stato descritto ed iIlustrato secondo forme reaiizzative date a solo scopo esempiificativo e non limitativo, risulterà evidente agli esperti del ramo che varie modifiche alla forma, alla struttura, ai componenti, ai mezzi meccanici di vincolo e di azionamento, al circuito elettronico nei suoi componenti e/o nella sua filosofia concettuale e funzionale, potranno essere apportate senza per questo uscire dal suo ambito e scopo.

Claims (1)

1. R I V E N D I C A Z IO N I 1) Sensore di bassa pressione (100) applicabile all'interno di pneumatici (7), preferibiImente in corrispondenza della fascia corrispendente al battistrada e con connessione costituita dall'adesiong .del sensore ai pneumatici ottenuta mediante coltante (24) ad elevata adesione , resistenza ed elasticità, caratterizzato dal fatto di essere costituito da un circuito elettronico (3) di trasmissione di segnali codificati il quale comprende un interruttore (20) azionabile in apertura/chiusura attraverso l'azione elastica di una membrana tarata (10), la cui deformazione dipende dalla differenza di pressione tra due camere contigue (15) e (6)—(8) che la stessa membrana separa; dette camere essendo, la prima (15) a tenuta stagna e soggetta alla pressione atmosferica e la seconda, (6)-(8), soggetta alla pressione interna di gonfiaggio di detti pneumatici (7), e detto circuito di trasmissione essendo collegato alla carcassa a magiia metalIica (22),costituente iI rinforzo interno di pneumatici (7), con la funzione di antenna, o ad un circuito antenna appiicato nella stessa scheda del circuito operativo (3) 2) Sensore di bassa pressione (100) secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che nella camera a tenuta stagna e a pressione atmosferica (15) è compreso un elemento elastico di contrasto (16) che è soggetto a compressione sotto l'azione della pressione di gonfiaggio dei pneumatici (7) che si manifesta nella contigua camera (6)-(8), e che tale pressione di gonfiaggio esercita la sua azione sulla membrana elastica (10), di separazione di dette camere (15) e (6)-(8), costringendo la stessa membrana a deformarsi in relazione di distacco con un pulsante (19) che lascia in condizione di apertura I'interruttore (20) di alimentazione del circuito elettronico (3) di trasmissione dei segnali codificati. 3) Sensore di bassa pressione (100) secondo le rivendicazioni 1 e 2, caratterizzato dal fatto che, in condizioni di abbassamento della pressione di gonfiaggio dei pneumatici (7) al di sotto di un livello di taratura o a livello atmosferico, l'elemento elastico di contrasto (16), compreso neIIa camera a tenuta stagna e a pressione atmosferica (15), esercita la sua azione di reazione e distensione sulla membrana elastica (10) la quale, in relazione anche alla sua naturale elasticità, si distende in recupero della sua deformazione ed entra in relazione di contatto a pressione sul pulsante (19) che pone in condizione di chiusura I'interruttore (20) e di alimentazione del circuito elettronico (3) da parte di batterie (4). 4) Sensore di bassa pressione (100) secondo le rivendicazioni da 1 a 3, caratterizzato dal fatto che iI circuito elettronico (3) di trasmissione dei segnali codificati, è operante in trasmissione solo all'atto di alimentazione da parte di batterie (4) con chiusura dell'interruttore (20), mentre con l'interruttore (20) aperto iI circuito di trasmissione non è alimentato e le batterie (4) non sono soggette a consumo. 5) Sensore di bassa pressione (100) secondo le rivendicazioni da 1 a 4, caratterizzato dal fatto che iI circuito elettronico (3) è alimentato solo nei periodi di contatto della membrana (10) col pulsante (19) e di chiusura del contatto (20), ovvero è alimentato solo in condizioni di riievamento di bassa pressione all'interno della camera (6)—(8), nonché all'interno dei pneumatici. 6) Sensore di bassa pressione (100) secondo le rivendicazioni da 1 a 5, caratterizzato dal fatto che il circuito elettronico (3) di trasmissione di segnali codificati è collegato alla carcassa a magiia metalIica (22), di rinforzo interno di penumatici (7), e tale carcassa costituisce I'antenna irradiante dei segnaii emessi con IiveIlo necessario a raggiungere i sistemi riceventi posti a bordo dei veicoIi. 7) Sensore di bassa pressione (100) secondo le rivendicazioni da 13.·5, caratterizzato dal fatto che alla scheda del circuito elettronico (3) di trasmissione di segnali codificati, è applicato un circuito antenna irradiante i segnali emessi con livello necessario a raggiungere i sistemi riceventi posti a bordo dei veicoli. -8) Sensore di bassa pressione come descritto, con la riserva espressa nelI'ultimo periodo della parte descrittiva, come iIlustrato in modo esempiificativo nei disegni allegati secondo le rivendicazioni precedenti e per gli scopi specificati