ITUB20155570A1 - Un circuito di controllo per controllare la pressione di una ruota pneumatica. - Google Patents

Un circuito di controllo per controllare la pressione di una ruota pneumatica. Download PDF

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Description

“Un circuito di controllo per controllare la pressione di una ruota pneumatica.”
La presente invenzione ha per oggetto un circuito di controllo per controllare la pressione di una ruota pneumatica.
L'invenzione è particolarmente utile in relazione a macchine operatrici e trattori destinati a svolgere operazioni nei campi e su strada.
Durante le operazioni nei campi è preferibile l’impiego di pneumatici a bassa pressione, mentre nel corso di operazioni su strada e durante la marcia, è preferibile l’utilizzo di penumatici ad alta pressione per migliorare il comfort del conducente e ridurre il consumo di carburante. Al fine di ridurre i tempi di gonfiaggio/sgonfiaggio, sono disponibili alcune ruote che comprendono una camera d'aria che racchiude un volume fittizio, collegata al cerchione aH’interno del pneumatico. La camera d’aria è normalmente gonfiata e mantenuta ad un’elevata pressione. Il volume all'Interno del pneumatico ed esterno alla camera d’aria, è invece gonfiato /sgonfiato per aumentare/diminuire la pressione dei pneumatici. In questo modo, solo un volume limitato, molto più ridotto rispetto al volume complessivo racchiuso all’interno del pneumatico, deve essere gonfiato/ sgonfiato, risultando così sensibilmente diminuito il tempo necessario per entrambe le operazioni.
Le ruote disponibili sono controllate mediante diversi circuiti comprendenti almeno una linea di gonfiaggio/sgonfiaggio della camera d’aria, ed almeno una linea separata per il gonfiaggio/sgonfiaggio del volume del pneumatico. Tali circuiti sono molto complessi e difficili da gestire, e richiedono inoltre l'adozione di complessi giunti rotanti che devono consentire l’alimentazione dell'aria a entrambe le linee. Un altro inconveniente legato alle ruote disponibili e ai circuiti di controllo, è che sono estremamente difficili da applicare a macchine esistenti non progettate appositamente.
Scopo del presente trovato è quello di realizzare un circuito di controllo che consenta di gestire la pressione del pneumatico di una ruota in modo semplice ed efficace.
Un vantaggio del circuito secondo l'invenzione è che richiede una singola linea di alimentazione.
Un altro vantaggio del circuito secondo l'invenzione è che non richiede alcun tipo di controllo elettrico/elettronico.
Un ulteriore vantaggio del circuito secondo l'invenzione è che può essere adottato su quasi tutte le macchine esistenti.
Ulteriori caratteristiche e vantaggi della presente invenzione meglio appariranno dalla descrizione e dalle figure che seguono, di due forme realizzative preferite ma non esclusive dell’invenzione, in cui:
- figura 1 illustra una prima forma di realizzazione del circuito secondo l'invenzione;
- figura 2 illustra una seconda forma di realizzazione del circuito secondo l'invenzione.
Con riferimento alla figura 1 , il circuito di controllo è collegato ad una ruota pneumatica comprendente un cerchione (R). La camera d’aria (S), che racchiude un primo volume (A), può essere fissata al cerchione (R) in modo permanente o mediante un giunto sagomato che si solleva al gonfiaggio della camera d’aria (S). Anche il pneumatico (T) è fissato al cerchione (R), il quale pneumatico (T) racchiude la camera d’aria (A) e un secondo volume (B) esterno alla camera d’aria (A).
Vantaggiosamente la camera d’aria (S) è costituita da tessuto, ad esempio il tessuto utilizzato per gli air-bags. In tal modo la camera d’aria è flessibile ma sostanzialmente inestensibile e può essere progettata in modo da assumere la forma desiderata quando gonfiata alla massima pressione. Preferibilmente la camera d'aria è progettata in modo da non riempire completamente il volume del pneumatico (T), sì da lasciare il battistrada del pneumatico (T) libero di deformarsi in condizioni di lavoro.
È possibile prevedere una struttura rigida che ricopra la camera d’aria (S), al fine di rendere tale camera d’aria (S) sostanzialmente inestensibile. Il circuito di controllo comprende una linea di pressione controllata (C) collegabile ad un compressore o in generale ad una sorgente di aria compressa, ad esempio un compressore normalmente a bordo delle macchine operatrici.
Una prima linea (11) è collegabile alla linea di pressione controllata (C) ed è collegata al primo volume (A) per introdurre aria all'interno del primo volume (A).
Una seconda linea (12) è collegabile alla linea di pressione controllata (C) ed è collegata al secondo volume (B) per introdurre aria all'interno del secondo volume (B).
Il circuito di controllo comprende inoltre una prima valvola a cassetto (V1), che è una valvola a tre vie e due posizioni avente una prima posizione in cui la linea di pressione controllata (C) è collegata alla prima linea (11), e una seconda posizione in cui la linea di pressione controllata (C) è collegata alla seconda linea (12).
La prima valvola a cassetto (V1) è normalmente mantenuta nella prima posizione.
La prima valvola a cassetto (V2) è commutabile nella seconda posizione se la pressione nel primo volume (A) supera una pressione predeterminata.
L'adozione della prima valvola a cassetto (V1) consente di gonfiare separatamente il primo volume (A) e il secondo volume (B) mediante una singola linea di pressione controllata (C). Questa singola linea di pressione controllata (C) potrebbe essere la valvola di gonfiaggio delle ruote comuni, ovvero le ruote che sono gonfiate per mezzo di dispositivi che non fanno parte della macchina o del trattore, oppure una linea collegata al sistema di controllo della pressione dei pneumatici, se la macchina o il trattore ne è provvisto.
La forma realizzativa di figura 1 funziona come segue.
La prima valvola a cassetto (V1) è normalmente aperta, ossia viene mantenuta nella prima posizione ad esempio mediante una molla. In tale condizione, l'alimentazione di aria alla linea di pressione controllata (C) gonfia il primo volume (A) attraverso la prima linea (11). Quando la pressione all'interno del primo volume (A) raggiunge un valore predeterminato, sufficiente a superare la forza che mantiene il cassetto nella prima posizione, la prima valvola a cassetto (V1) commuta nella seconda posizione e la linea di pressione controllata (C) è posta in comunicazione con la seconda linea (12), in modo che il secondo volume (B) viene gonfiato. Preferibilmente la prima valvola a cassetto (V1) è pilotata nella seconda posizione dalla pressione presente all'interno della prima linea (11).
Vantaggiosamente una valvola di scarico a cassetto (V2) è collegata alla seconda linea (12) e ad una linea di uscita (D). La valvola di uscita a cassetto (V2) è una valvola a due vie e due posizioni, e presenta una prima posizione, in cui chiude un collegamento tra la seconda linea (12) e la linea di uscita (D), ed una seconda posizione, in cui apre un collegamento tra la seconda linea (12) e la linea di uscita (D). Detta valvola di uscita a cassetto (V2) è normalmente mantenuta nella prima posizione, per esempio per mezzo di una molla. La valvola di uscita a cassetto (V2) è commutabile nella seconda posizione se la pressione nel secondo volume (B) supera una pressione predeterminata.
La funzione della valvola di uscita a cassetto (V2) è la seguente. Quando la pressione all'Interno del secondo volume (B) raggiunge un valore predeterminato, sufficiente a superare la forza che mantiene il cassetto nella prima posizione, la valvola di uscita a cassetto (V2) commuta nella seconda posizione. In tali condizioni, la seconda linea (12) è posta in comunicazione con la linea di uscita (D) e il gonfiaggio del secondo volume (B) cessa. Preferibilmente la valvola di uscita a cassetto è pilotata nella seconda posizione dalla pressione presente nella seconda linea (12).
Preferibilmente, la valvola di uscita a cassetto (V2) è provvista di mezzi di regolazione che consentono di regolare la pressione richiesta per commutare il cassetto dalla prima alla seconda posizione. Preferibilmente detti mezzi di regolazione comprendono una vite che agisce su una molla che spinge il cassetto verso la prima posizione. In questo modo, per sgonfiare il secondo volume (B) è sufficiente agire sui mezzi di regolazione e ridurre la pressione richiesta per commutare il cassetto dalla prima alla seconda posizione.
Il circuito di controllo può essere provvisto di almeno una prima valvola di controllo (C1) posta lungo la linea della pressione controllata (C), per impedire il riflusso dalla prima valvola a cassetto (V1), e/o da una seconda valvola di controllo (C2) collocata lungo la prima linea (11) per impedire il riflusso dal primo volume (A).
Nella seconda forma di realizzazione, illustrata in figura 2, il circuito di controllo comprende una seconda valvola a cassetto (V3) posta lungo la seconda linea (12), tra la prima valvola a cassetto (V1) e il secondo volume (B), e una terza valvola a cassetto (V4) posta lungo la seconda linea (12), tra la seconda valvola a cassetto (V3) e il secondo volume (B). La seconda valvola a cassetto (V3) è una valvola a tre vie e due posizioni avente una prima posizione in cui collega il secondo volume (B) ad una linea di uscita (D), ed una seconda posizione, in cui collega la seconda linea (12 ) al secondo volume (B).
La terza valvola a cassetto (V4) è una valvola a due vie e due posizioni avente una prima posizione in cui chiude la seconda linea (12) e una seconda posizione in cui apre la seconda linea (12).
Entrambe la seconda e la terza valvola a cassetto sono normalmente mantenute nella loro prima posizione.
La terza valvola a cassetto (V4) è commutabile nella seconda posizione se la pressione all'Interno della seconda linea (12) supera una prima pressione predeterminata.
La seconda valvola a cassetto (V3) è commutabile nella seconda posizione se la pressione all'Interno della seconda linea (12) supera una seconda pressione predeterminata superiore a detta prima pressione predeterminata.
Il circuito di controllo della seconda forma realizzativa funziona come segue.
Con tutti le valvole a cassetto (V1, V3, V4) nella loro prima posizione, alimentando l’aria alla linea di pressione controllata (C), si ottiene il gonfiaggio della camera d’aria (S) attraverso la prima linea (11). Quando la pressione raggiunge un valore predeterminato all'interno della camera d’aria (S), ossia la pressione di gonfiaggio desiderata, la prima valvola a cassetto (V1) commuta nella seconda posizione, mettendo in comunicazione la linea di pressione controllata (C) con la seconda linea (12). Anche in questo caso la prima valvola a cassetto (V1) è pilotata nella seconda posizione dalla pressione all'Interno della prima linea (11). Preferibilmente sia la seconda che la terza valvola a cassetto vengono pilotate nella loro seconda posizione dalla pressione all'interno della seconda linea (12), tra la prima valvola a cassetto (V1) e la seconda valvola a cassetto (V3).
Con la seconda valvola a cassetto (V3) nella seconda posizione, la pressione all'interno della seconda linea (12) aumenta. Quando questa pressione supera il primo valore di pressione prefissato, la terza valvola a cassetto (V4) commuta nella seconda posizione. La pressione all'interno della seconda linea (12) continua ad aumentare e, quando viene raggiunta la seconda pressione predeterminata, anche la seconda valvola a cassetto (V3) commuta nella seconda posizione.
Con entrambe la seconda e la terza valvola a cassetto (V3, V4) nella loro seconda posizione, il secondo volume (B) viene alimentato con aria attraverso la seconda linea, e il pneumatico (T) si gonfia.
Quando la pressione all'Interno del pneumatico (T) raggiunge un valore desiderato, misurato per mezzo di un sensore di pressione, non illustrato in figura 2, l'alimentazione dell'aria viene interrotta e la seconda e terza valvola a cassetto (V3, V4) commutano nella loro prima posizione, chiudendo il secondo volume (B). La prima valvola a cassetto (V1) è mantenuta nella seconda posizione dalla pressione all'Interno della camera d’aria (S), ma la camera d’aria (S) non può comunque sgonfiarsi a causa della presenza di una valvola di ritegno (C2) sulla prima linea ( 11). Come si può sgonfiare la camera d'aria?
Nelle suddette condizioni, con la prima valvola a cassetto in seconda posizione e la seconda e terza valvola a cassetto (V3, V4) in prima posizione, se l'aria viene alimentata alla linea di pressione controllata (C) ad una pressione superiore alla prima pressione predeterminata, ma inferiore alla seconda pressione predeterminata, la terza valvola a cassetto (V4) commuta nella seconda posizione, mentre la seconda valvola a cassetto (V3) rimane nelle prime posizioni. In queste condizioni il secondo volume (B) è posto in comunicazione con la linea di uscita (D) e il pneumatico si sgonfia. Pertanto, nella seconda forma di realizzazione dell'invenzione, non solo il gonfiaggio è possibile attraverso una singola linea di pressione controllata (C), ma anche lo sgonfiaggio del pneumatico (T) è possibile attraverso la stessa linea di pressione controllata (C) mediante opportuna pressione.
Il circuito di controllo della seconda forma di realizzazione è particolarmente vantaggioso in combinazione con un sistema di monitoraggio della pressione dei pneumatici, disponibile in alcune macchine operatrici. Come noto nel settore, tale sistema di controllo comprende un sensore di pressione per ogni ruota della macchina operatrice, montato per rilevare la pressione all'interno del corrispondente pneumatico, e un giunto rotante di tenuta per ciascuna ruota. Ogni giunto rotante di tenuta è generalmente previsto nel mozzo di una ruota, ed è progettato per permettere alla ruota di ruotare e di mettere in comunicazione il volume interno del pneumatico con una linea di alimentazione d’aria, a sua volta collegata ad un compressore a bordo della macchina operatrice. Un'unità di controllo comanda il gonfiaggio o sgonfiaggio di ogni singolo pneumatico in base alle condizioni operative e al segnale di ciascun sensore di pressione.
II circuito di controllo della seconda forma di realizzazione può essere fissato al cerchione (R), e interposto tra il giunto rotante e il primo e secondo volume (A, B). Il giunto rotante può quindi essere progettato per fornire una singola linea di pressione controllata. Inoltre, come già osservato, per azionare il circuito di controllo, non è necessario installare alcun componente elettrico/elettronico aggiuntivo.

Claims (5)

  1. RIVENDICAZIONI 1. Un circuito di controllo per controllare la pressione di una ruota pneumatica, in cui la ruota pneumatica comprende: un cerchione (R); una camera d’aria (S) che racchiude un primo volume (A); un pneumatico (T), fissato al cerchione (R), che racchiude la camera d’aria (S) ed un secondo volume (B) esterno alla camera d’aria (S); il circuito di controllo comprendendo: una linea di pressione controllata (C), collegabile ad un compressore; una prima linea (11), collegabile alla linea di pressione controllata (C) e collegata al primo volume (A) per introdurre aria all'interno del primo volume (A); una seconda linea (12), collegabile alla linea pressione controllata (C) e collegata al secondo volume (B) per introdurre aria all'interno del secondo volume (B); caratterizzato dal fatto che: comprende una prima valvola a cassetto (V1), che è una valvola a tre vie e due posizioni, avente una prima posizione in cui la linea di pressione controllata (C) è collegata alla prima linea (11), e una seconda posizione, in cui la linea di pressione controllata (C) è collegata alla seconda linea (12); la prima valvola a cassetto (V1) è normalmente mantenuta nella prima posizione; la prima valvola a cassetto (V1) è commutabile nella seconda posizione se la pressione nel primo volume (A) supera una pressione predeterminata; comprende una valvola di uscita a cassetto (V2), collegata alla seconda linea (12) e ad una linea di uscita (D), che è una valvola a due vie e due posizioni, e presenta una prima posizione in cui chiude un collegamento tra la seconda linea (12) e la linea di uscita (D), ed una seconda posizione in cui apre un collegamento tra la seconda linea (12) e la linea di uscita (D), detta valvola di uscita a cassetto (V2) essendo normalmente mantenuta nella prima posizione, detta valvola di uscita a cassetto (V2) essendo commutabile nella seconda posizione se la pressione nel secondo volume (B) supera una pressione predeterminata.
  2. 2. Un circuito di controllo secondo la rivendicazione 1, in cui la prima valvola a cassetto (V1) è pilotata nella seconda posizione dalla pressione all'interno della prima linea (11).
  3. 3. Un circuito di controllo secondo la rivendicazione 1, in cui la valvola di uscita a cassetto è pilotata nella seconda posizione dalla pressione nella seconda linea (12).
  4. 4. Il circuito di controllo secondo la rivendicazione 1, comprendente almeno una prima valvola di controllo (C1 ), posta lungo la linea della pressione controllata (C) per impedire il riflusso dalla prima valvola a cassetto (V1), e/o una seconda valvola di controllo (C2), posta lungo la prima linea (11) per impedire il riflusso del primo volume (A).
  5. 5. Una ruota, che comprende: un cerchione (R); una camera d’aria (S), che racchiude un primo volume (A); un pneumatico (T) fissato al cerchione (R) che racchiude la camera d’aria (S) ed un secondo volume (B) esterno al tubo interno (S); una valvola di gonfiaggio per introdurre aria nel primo volume (A) e nel secondo volume (B); caratterizzato dal fatto di comprendere un circuito di controllo secondo una delle rivendicazioni da 1 a 4, collegato al cerchione (R) ed interposto tra detta valvola di gonfiaggio e detto primo volume (A) e secondo volume (B).
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