MXPA98000389A - Dispositivo para la medicion sin contacto de la distancia y la presion dentro de un resorte neumatico - Google Patents

Abstract

La presente invención se refiere a un arreglo para hacer la medición sin contacto de la distancia y presión dentro de un resorte neumático de un vehículo de motor, el resorte neumático siendo delimitado por una primera parte conectada fijamente al chasis de dicho vehículo de motor y una segunda parte conectada fijamente al eje de una rueda de dicho vehículo de motor, dichas primeras y segunda partes son relativamente movibles una con la otra para ocasionar de la distancia entre estas, el arreglo comprendido:un ensamble emisor / receptor asociado con dicha primera parte;dicho ensamble emisor / receptor incluyendo:una estructura de apoyo montada fijamente sobre dicha primera parte;una unidad ultrasónica emisor / receptor y un primer reflector definiendo conjuntamente una primera distancia de referencia entre estos;un soporte elástico para suspender elásticamente dicha unidad ultrasónica emisor / receptor y dicho primer reflector en dicha estructura de apoyo y dicho soporte elástico estando sujeto a un desplazamiento en respuesta a dicha presión;un segundo reflector montado fijamente sobre dicha estructura de apoyo dicha unidad ultrasónica emisor / receptor y dicho segundo reflector definiendo conjuntamente una segunda distancia de referencia entre estos;un tercer reflector dispuestos fijamente sobre dicha segunda parte dicho tercer reflector y dicha unidad ultrasónica emisor / receptor definiendo conjuntamente una distancia de medición entre estos;dicho soporte elástico teniendo una línea característica definiendo dicha presión como una función de dicho desplazamiento de dicho soporte en respuesta a dicha presión;y dicha línea característica es una primer variable y dicha segunda distancia de referencia es una segunda variable a partir de las cuales dicha presión puede ser determinada.

Description

DISPOSITIVO PARA LA MEDICIÓN SIN CONTACTO DE LA DISTANCIA Y LA PRESIÓN DENTRO DE UN RESORTE NEUMÁTICO La invención se refiere a un dispositivo para la medición sin contacto de la distancia y la presión dentro de un resorte neumático de un vehículo, conforme al término genérico de la reivindicación 1. Como la distancia entre la carrocería y el eje, incluso en diferentes estados de carga del vehículo, no se debe modificar, es necesario medir la altura del resorte y # regular el sistema en caso de variaciones con respecto a la altura teórica, mediante bombeo, o bien, escape de aire. También se requiere una regulación del resorte neumático para el aprovechamiento ideal de las cargas del eje. 15 Es objeto de la invención un dispositivo de medición en un resorte neumático, en el cual la respectiva altura de crucero se determina dentro del resorte neumático con la ayuda de una medición de distancia por ultrasonido. La medición de distancia por ultrasonido en aire se emplea, por ejemplo, en la medición del nivel de llenado de contenedores, para la medición de habitaciones, para la medición de la distancia al estacionar un vehículo, para medir la distancia en cámaras fotográficas de enfoque automático. 25 En el Documento de Publicación DE 34 23 602 Al se propone un dispositivo para la medición de la distancia entre la carrocería y el eje de un vehículo, empleando un sistema de medición por ultrasonido conformado como emisor/receptor.

Las ventajas al emplear ultrasonido dentro de resortes neumáticos son que dentro del fuelle del resorte neumático no es posible la turbulencia de las ondas sonoras por el viento relativo. Por otro lado, en la medición de la distancia dentro de la cámara del resorte neumático existe el problema de que en los resortes neumáticos se deben superar diferencias de presión de entre 0 y aprox. 20 bar y diferencias de temperatura de entre -40°C y +120°C. Como la velocidad del sonido en un gas real, como aquí el aire bombeado, depende en gran medida de la presión y de la temperatura, resultan así errores significativos en el cálculo de la distancia, si se emplea una velocidad del sonido fija. Para evitar este tipo de errores, en el documento de patente de los EUA 4.798.369 se propone efectuar una compensación de la dependencia de la presión y la temperatura mediante un montaje de ordenador. Cómo se efectúa lo anterior en detalle, no se discute más a profundidad. El documento DE-OS 36 20 957 describe un resorte neumático con un sistema de ultrasonido-impulso/eco para la medición de alturas. Para excluir el efecto de las modificaciones de la velocidad de marcha de los impulsos (el cual puede aparecer en el interior del fuelle por las modificaciones de la presión del aire, la temperatura y la humedad), se propone un blanco fijo adicional. Por este medio se determina un valor relativo de los tiempos de marcha. Para el cálculo de la altura de marcha, en este procedimiento relativo no se requiere el conocimiento de la velocidad (momentánea) del sonido. La desventaja en este tipo de método relativo, empleando una trayectoria de referencia, como se conoce de manera comparable también por una defensa telescópica (documento G 87 02 817.4), consiste particularmente en que las dimensiones técnicamente significativas presión y temperatura no se indican explícitamente. El modelo de utilidad industrial G 87 02 817.4 propone únicamente instalar termistores para la compensación de la temperatura. Tampoco se mencionan aquí los detalles. La presión de resorte, la cual es de interés para el estado de carga del vehículo, de la carga de los neumáticos, etc., no se puede determinar con ninguna de las disposiciones de medición mencionadas en un resorte neumático . El objetivo de la presente invención es describir un resorte neumático con un sistema de medición por ultrasonido-impulso/eco, en el que con un solo dispositivo se puedan indicar explícitamente tanto la altura exacta de los resortes como también su presión. Con un dispositivo para la medición sin contacto de la distancia y la presión dentro de un resorte neumático de un vehículo conforme al término genérico de la reivindicación 1, el objetivo se logra cuando el componente emisor/receptor está dispuesto elásticamente con el primer reflector, en un empalme de tubo fijo al chasis, mediante una suspensión, y en el empalme de tubo fijo al chasis se dispone un segundo reflector fijo al alojamiento, para la formación de una trayectoria de referencia Sr2/ determinándose la presión que priva en el resorte neumático a partir de las dimensiones características línea presión-trayecto de la suspensión y longitud dependiente de la presión de la segunda trayectoria de referencia Sr2. Aunque en diversos campos de aplicación se emplean absorbedores de presión en base a DMS, o bien, absorbedores Piezo. Sin embargo, con la ayuda de la segunda trayectoria de referencia conforme a la invención, en conjunción con la suspensión elástica del convertidor, es posible además de la determinación de la altura del resorte también por primera vez simultáneamente la determinación del parámetro presión con un solo dispositivo. De preferencia, el primer reflector es formado por una primera ligadura de alambre y el segundo reflector por una segunda ligadura de alambre. Comparado con un blanco en forma de un disco de metal plano, fijo a un vastago, los m reflectores de ligadura de alambre conforme a la invención poseen una mayor estabilidad, lo cual tiene una relevancia especial en operaciones rudas de marcha. Además, los 5 reflectores formados con alambre son de producción particularmente sencilla y económica. Los datos de interés: altura del vehículo y presión del resorte, se determinan con la ayuda de un componente de ordenador, a partir de la longitud dependiente de la presión 10 medida de la segunda trayectoria de referencia, en conjunción # con la línea característica presión/trayectoria de la suspensión. A continuación, se describe más en detalle el sistema de medición resorte neumático-impulso/eco conforme a 15 la invención, con la ayuda de una sección longitudinal. La figura muestra una representación en principio de un elemento convertidor integrado elásticamente en la b placa cobertora (placa rebordeadora) del resorte neumático, junto a una primera y segunda trayectoria de referencia. 20 Un resorte neumático está compuesto esencialmente por una placa cobertora (placa rebordeadora) 2 fija a un bastidor de vehículo, o bien, un chasis, un fuelle enrollado y un émbolo (enrollable) fijo al lado del eje, o bien, al lado de la llanta. Con la ayuda del fuelle enrollado, el émbolo (enrollable) pueden realizar un movimiento relativo con respecto a la placa cobertora 2. Para determinar el respectivo estado de carga y la - a-l-tura- del vehículo dependi-es-vfca. del proce-sp de muelleo, en el interior del resorte neumático se encuentra un sistema de medición por ultrasonido, el cual funciona según el llamado método de impulso/eco. Para esta finalidad, en la placa cobertora 2 se dispone un convertidor piezoeléctrico 4 como emisor y receptor de impulso ultrasónico. En el extremo opuesto al convertidor de ultrasonido 4 del émbolo (enrollable) se encuentra un reflector 6, o bien, una superficie adecuada para la reflexión. En la modalidad representada en la figura, la placa cobertora (placa rebordeadora) 2 presenta un soporte tubular 8. En él se encuentra un convertidor de sonido 4. Dicho convertidor está suspendido elásticamente. La suspensión elástica 10 representa una terminación hermética al aire del espacio interior del resorte 12 con respecto al espacio exterior 14. El soporte elástico 10 presenta una determinada línea característica presión/trayectoria. Además de la placa cobertora del resorte neumático 2, el soporte tubular 8 que se encuentra ahí y el convertidor de sonido 4 que está suspendido en el soporte elástico 10, la figura muestra una primera trayectoria de referencia (sr?) 16 y una segunda trayectoria de referencia (sr2) . La primera trayectoria de referencia (sri) 16 transcurre desde la superficie de conversión 20 hasta un primer reflector (Ri) 24 jgk formado como primera ligadura de alambre 22, unido de manera fija con el convertidor de sonido 4. La trayectoria de referencia (sr2) 18 también empieza en la superficie de 5 conversión 20, transcurre hasta un segundo reflector (R2) 28, formado también como (segunda) ligadura de alambre 26, pero unido fijamente con el soporte tubular 8, o bien, con la placa cobertora 2. Además de estas trayectorias de referencia (srl) 16 010 y (sr2) 18 esenciales para la invención, existe una trayectoria de medición (sx) 30, conocida por el estado de la técnica, entre la superficie de conversión 20 y el reflector 6 fijo al émbolo enrollable. El dispositivo de medición funciona de la siguiente 15 manera: Sin conocer la velocidad del sonido, la altura del resorte se puede determinar de manera usual (véase, por ejemplo, el documento DE-OS 36 20 957) a partir de la proporción de los tiempos de marcha de la trayectoria de medición (sx) 30 con respecto de la trayectoria de referencia (srl) 16. De manera adicional, conforme a la invención se determina la presión que priva respectivamente en el momento en el espacio interior 12 del resorte, a partir de las señales de impulso/eco de la primera (sr?) 16 y la segunda (sr2) 18 trayectoria de referencia. Mediante una comparación de ambos tiempos de marcha, se puede indicar el desplazamiento, causado por la presión interna, del convertidor de sonido 4 dispuesto elásticamente. El desplazamiento elástico y la línea característica presión/trayecto del soporte elástico 10 son nuevamente una medida para la presión interna del resorte neumático. El conocimiento de la presión que priva momentáneamente en el resorte neumático sirve, por ejemplo, como base para el cálculo del estado de carga, o bien, de la respectiva carga de la llanta.

Claims (1)

NOVEDAD DE LA INVENCIÓN Jj» Habiendo descrito la invención que antecede, se reclama como propiedad lp contenido en las siguientes: 5 REIVINDICACIONES 1. Un dispositivo para la medición sin contacto de la distancia y de la presión dentro del resorte neumático de un vehículo con una disposición de ultrasonido, compuesto por 10 un componente emisor-receptor dispuesto en el chasis, con un • primer reflector para formar una primera trayectoria de referencia sr? y un reflector fijo al eje para formar una trayectoria de medición sx, caracterizado porque el componente emisor-receptor está alojado elásticamente con un 15 primer reflector, en un soporte tubular fijo al chasis, mediante una suspensión y en el soporte tubular está dispuesto un segundo reflector fijo al alojamiento para la formación de una segunda trayectoria de referencia sr2, determinándose a partir de las dimensiones características 20 línea característica presión-trayectoria de la suspensión y la longitud dependiente de la presión de la segunda trayectoria de referencia sr2, la presión que priva en el resorte neumático. 2. Un dispositivo conforme a la reivindicación 1, 25 caracterizado porque el primer reflector está formado por una primera ligadura de alambre y porque el segundo reflector está formado por una segunda ligadura.de alambre. 3. Un resorte neumático conforme a la reivindicación 1 ó 2, caracterizado por una electrónica de evaluación para determinar la presión que priva en el resorte elástico, a partir de las dimensiones características: línea característica presión/trayectoria de la suspensión y la longitud dependiente de la presión de la segunda trayectoria de referencia. RESUMEN DE LA INVENCIÓN

1. Un dispositivo para la medición sin contacto de la distancia y la presión dentro de un resorte neumático. 2.1 Para el aprovechamiento ideal de las cargas axiales de los vehículos ultiaxiales y par la regulación de la distancia entre carrocería y eje, con un solo dispositivo se deben poder determinar tanto la altura exacta del resorte como también la presión del mismo. 2.2 En una disposición de ultrasonido (para la medición sin contacto de la distancia conforme al método de impulso/eco) , la cual está compuesta por un componente emisor/receptor (4) dispuesto en el chasis, con un primer reflector (24) para la formación de una primera trayectoria de referencia sr? (16) y un reflector fijo al eje (6) para la formación de una trayectoria de medición sx (30) , el componente emisor/receptor (4), con el primer reflector (24) está dispuesto elásticamente en un soporte tubular (8) fijo al chasis, mediante una suspensión (10), y en el soporte tubular (8) fijo al chasis está dispuesto un segundo reflector (28) fijo al alojamiento, para la formación de una segunda trayectoria de referencia sr2 (18) . Mediante una comparación los tiempos de marcha que se asignan a ambas trayectorias de referencia srl (16) y sr2 (18), se puede indicar el desplazamiento del convertidor de sonido (4) alojado elásticamente, producido por la presión > interna, y con ello determinar la presión interna en el resorte neumático. #