PT893284E - Dispositivo capaz de sinalizar a condicao de enchimento em pneumaticos - Google Patents

Description

DISPOSITIVO CAPAZ DE SINALIZAR A CONDIÇÃO DE ENCHIMENTO EM PNEUMÁTICOS

Relatório Descritivo 5

CAMPO DA INVENÇÃO A presente invenção é relacionada a um dispositivo capaz de sinalizar a condição de enchimento em pneumáticos; o dispositivo compreende um 10 envoltório externo capaz de girar em conjunto com um corpo ranhurado usado para rosquear o dispositivo no corpo de uma válvula de enchimento padrão, uma câmara definida dentro do corpo ranhurado, um elemento sensível à pressão existente na câmara, um membro que pode ser deformado pela pressão considerando-se a temperatura e um sistema capaz de sinalizar a posição do membro deformável. 15

O ESTADO DA TÉCNICA A patente norte-americana US-A-5,694,969 é relacionada a um dispositivo para inflar o pneumático de uma roda. Uma válvula de alívio de pressão do 20 pneu para inflar um conjunto de roda tem uma sede de válvula de inflar pneu que possui uma câmara com aberturas no topo e no fundo da mesma e possuindo uma abertura de alívio formada na sede da válvula do pneu. Uma válvula de inflar possuindo um centro dotado de moía para permitir a passagem interna é localizada na sede da válvula do pneu adjacente ao topo da sede da válvula de inflar para inflar o pneu através da mesma. 25 Uma válvula de sobre-pressão é localizada na sede da válvula do pneu pára liberar o ar do pneu quando a pressão de ar do pneu excede um nível pré-determinado. A válvula de % sobre-pressão tem um assento e um elemento enviesado contra o elemento da válvula por lima compressão para manter o elemento da válvula em uma posição fechada até que uma pressão de ar pré-determinada seja atingida no pneu e para permitir que o 30 elemento da válvula abra para liberar o ar através da abertura do alivio do coipo da válvula quando a pressão de ar no pneu excede uma pressão pré-determinada. Uma sanfona variável com a temperatura suporta a mola de compressão e é responsiva a 5 10 15 020 25 mudanças na temperatura do ar no pneu, de forma que a válvula de sobre-pressão pode prevenir o sobre-enchimento do pneu e também a perda de pressão no pneu quando um aumento de pressão decorre do aumento da temperatura do ar no pneu. ♦ A patente norte-americana US-A-3,451,418 (Nakagawa, Shunshi et al) revela um dispositivo para indicar a pressão interior de um pneumático; o dispositivo compreende um corpo oco e meios infláveis dispostos no corpo oco; os referidos meios são usados para manter a válvula de ar do pneumático em uma posição normalmente aberta. A pressão interna do pneu fica em comunicação com o interior do meio de infláveis. Adicionalmente, o dispositivo também é adaptado com meios capazes de automaticamente indicar a pressão interior do pneu em qualquer momento. O * dispositivo é fixado à válvula de ar do pneu e é capaz de permitir a passagem de ar comprimido diretamente através do mesmo para inflar o pneu. O dispositivo também compreende meios de automaticamente fechar a válvula de ar do pneu quando a pressão interior do mesmo cai abaixo de um valor pré-determinado. A patente norte-americana US-A-2,866,432 (Laurie) é relacionada a um dispositivo indicador de pressão de pneu. O indicador de pressão de pneu atua em combinação com uma haste de válvula contendo uma válvula de pneu dentro da mesma. O indicador compreende um corpo contendo -uma câmara de extremidade aberta adjacente a uma das extremidades do mesmo; um diafragma de pressão é normalmente arcado para fora, e se estende através do lado aberto da câmara; um meio de ajuste do indicador são adicionalmente proporcionados para pré-determinar ajustavelmente o arco normal de curvatura do diafragma. ·, O indicador de pressão de pneu tamém é adaptado com um meio de vedação para vedar o diafragma à câmara numa relação de vedação de ar para portanto fechar o lado da câmara aberto à atmosfera; o diafragma é móvel entre uma posição de depressão para o lado interno e a posição do arco normal para o lado de for a com uma ação de “clic” audível. , O outro lado do corpo tem um orifício ranhurado em comunicação com a câmara e adaptada para ser fixada, destacavelmente, ao lado ranhurado da haste da válvula do pneu; uma haste de êmbolo deslizante se estende através da câmara e do A οΛ. :.

30 Λ. Ο. Ρ. |]

orifício, tendo ο êmbolo um dos lados adaptados para contactar a haste da válvula do pneu quando o diafragma é movido para a posição de depressão e portanto liberando a pressão de ar do pneu para dentro do orifício e da câmara atrás do diafragma. 5

Neste e em outros documentos da arte anterior os seguintes aspectos não são apresentados: - um bastão (de um êmbolo) tendoduas secções com dois diâmetros externos se a diferença entre a pressão do pneu e a pressão atmosférica excede pelo menos um valor Hmite pré-estabelecido; * - um elemento com configuração geométrica variável que fecha tuna sede, sendo a configuração geométrica do elemento dependente da diferença entre pressão do pneu e a pressão atmosférica; o elemento apresenta uma primeira configuração geométrica quando a pressão atmosférica atua na sede e a pressão do pneu é maior que o maior valor limite pré-estabelecido, e uma segunda configuração geométrica quando a pressão do pneu é menor que um valor limite pré-estabelecido; 15 um membro de vedação separando a primeira câmara, definida sob o êmbolo, de uma segunda câmara definida sobre o êmbolo; 20 ' um primeiro duto conectando a sede à primeira câmara, a qual, por sua vez, é conectada à atmosfera por um segundo duto, um canal e um sulco; uma terceira câmara separada da primeira câmara quando o êmbolo é encontrado no primeiro limite de parada; 25 dutos é tuna válvula biestável adaptada com um dispositivo de duplo fechamento, atuado pelo elemento de configuração geométrica variável, para conectar a segunda câmara ao tubo de ar, de maneira tal que, quando o elemento de configuração geométrica variável é encontrado na primeira configuração, a válvula biestável pode atingir a primeira posição de estabilidade e o êmbolo pode ser encontrado no primeiro limite de parada, e vice-versa, para conectar a primeira e segunda câmaras entre si, e para juncionar as referidas câmaras com a atmosfera através de um segundo duto, do canal e do sulco, quando o elemento é encontrado na segunda configuração, e, consequentemente, a válvula biestável atinge a segunda posição de estabilidade; quando a pressão cai a um valor abaixo do menor limite pré-estabelecido, o 30

elemento com configuração geométrica variável para permitir que a válvula biestávcl adaptada com um dispositivo de duplo fechamento atinja a segunda posição de estabilidade feche a conexão entre um terceiro duto e a segunda câmara através de um canal e de um quarto duto e para abrir a conexão entre a segunda 5 câmara’e a sede, por sua vez juncionada à atmosfera através do referido canal e do terceiro duto. O efeito técnico destes aspectos distintivos é que o êmbolo é atuado pela diferença de pressão entre a primeira câmara, definida sob o êmbolo, e a segunda câmara, definida sobre o êmbolo. A pressão na primeira e segunda câmaras é 10 estabelecida via uma válvula biestável atuada por um elemento com configuração geométrica variável, a qual funciona como um diafragma de mola tendo duas possíveis configurações dependendo da pressão do pneu em relação a um vlor limite.

Contrariamente a este método, o êmbolo descrito no documento US-A-3,451,418 funciona como um pistão atuado pela pressão do pneu que comprime uma 15 mola mecânica. A presente invenção resolve o problema de proporcionar diferentes meios de atuar o êmbolo dependendo da pressão do pneu.

Embora o documento US-A-2,866,432 revele um dispositivo capaz de sinalizar a pressãodo pneu compreendendo um diafragma dê mola similar ao 20 elemento com configuração geométrica variável da presente invenção para indicar a pressão do pneu, sendo que este diafragma de mola indica a préssão do pneu simplesmente por sua configuração, sem associar outros membros do dispositivo.

Assim sendo, mesmo que uma pessoa habilitada utilizasse o diafragma de mola do documento US-A-2,866,432 no dispositivo do documento US-A-25 3,451,418, não há indicação que ligue este diafragma de mola com uma válvula biestável de maneira a estabelecer diferentes pressões na primeira e segunda câmaras atuando o êmbolo dependendo de um valor limite de pressão do pneu.

Este e outros documentos da arte anterior não se relacionam com dispositivos de sinalização do estado de enchimento de pneumáticos, mas a um 30 dispositivo de limitação de pressão no caso de um aumento excessivo na temperatura do ar do pneumático. 5 5

ASPECTOS E OBJETIVOS DA INVENÇÃO A presente invenção, conforme reivindicada, resolve o problema de criar um dispositivo capaz de sinalizar a condição de enchimento dos pneumáticos. Os resultados obtidos por meio da presente invenção consistem principalmente no fato de que a função de verificar e automaticamente prevenir o vazamento de ar do pneu continua a ser realizada pelo centro de auto-fechamento da válvula de enchimento também na presença do dispositivo, o qual, portanto, é usado somente para sinalizar se a Φ pressão do pneu está correta ou não, sem introduzir o risco de que o pneu esvazie no caso de que algum dispositivo apresente um vazamento.

As vantagens oferecidas pela presente invenção consistem no fato de que a pressão do pneu é indicada considerando pelo menos um valor limite; acima do referido valor limite o dispositivo sinaliza o estado normal de enchimento do pneu, enquanto o mesmo dispositivo sinaliza o estado incorreto de enchimento do pneu, quando a pressão do pneu está abaixo do mesmo valor limite ou outro valor preestabelecido inferior ao valor limite anterior; um elemento sensível à temperatura permite levar em consideraração a temperatura para definir valores limite enquanto um sistema de sinalização indica se a condição de enchimento do pneu está coneta ou não.

9 BREVE DESCRIÇÃO DAS FIGURAS ♦

Outras vantagens, aspectos e objetivos da presente invenção podem ser melhor compreendidas pela relação com as figuras que acompanham este documento, que se relacionam a uma configuração preferencial onde:

Fig. 1 representa o dispositivo antes de conectado à válvula;

Fig. 2 representa o dispositivo após sua conexão;

Fig. 3 apresenta o dispositivo durante a fase de enchimento;

Fig. 4 representa o dispositivo após a fase de enchimento;

Fig. 5 demonstra o comportamento do dispositivo quando a pressão do pneu atingiu um valor abaixo de um limite pré-estabelecido; ‘

Fig. 6 representa o dispositivo após a diminuição da pressão do pneu, abaixo do valor limite.

DESCRIÇÃO DE UMA CONFIGURAÇÃO PREFERENCIAL DA INVENÇÃO O dispositivo, de acordo com a presente invenção, consiste de um envoltório .externo 1, sendo a parede superior 2 do mesmo preferencialmente transparente; o envoltório 1 gira com um corpo ranhurado 4 que pode ser iosqueado no tubo de junção ranhurado 5 da válvula de enchimento 6; a válvula 6 apresenta um centro de auto-fechamento 7 pressionado por uma mola 8. O centro de auto-fechamento 7 da válvula automaticamente previne o vazamento de ar do pneu embora permitindo seu enchimento. O envoltório externo 1 pode deslizar axialmente em relação ao corpo ranhurado 4, sendo mantido em um limite de parada estável em relação ao mesmo corpo 4 por meio de uma mola 9; a vedação entre o envoltório 1 e o corpo ranhurado 4 é fixado por uma junta de vedação toroidal 3.

Uma sanfona 10 conecta o corpo ranhurado 4 a um êmbolo 11, onde três dutos internos 12,13,14 são perfurados. A sanfona 10 permite o deslizamento axial do êmbolo 11 sem fricção dentro do dispositivo; adicionalmente, a referida sanfona 10 separa duas <câmaras 15, 20; a câmara 15 é encontrada sob o êmbolo 11 e dentro da sanfona 10, enquanto a câmara 20 é localizada sobre o êmbolo 11, sendo conectado a uma câmara 16 com continuidade; a câmara 16 é localizada do lado de for a da sanfona 10. Desta maneira, o êmbolo 11 pode ser deslocado axialmente por diferenças de pressão que oconrem entre a câmara 15 (mais baixa) e a câmara 20 (mais alta).

Em uma configuração não apresentada, a função da sanfona 10, consistindo da separação das duas câmaras 15, 20 localizadas, respectivamente, sob e sobre o êmbolo 11, é levada a cabo por uma junta de vedação deslizante que causa fricção quando o êmbolo é movido. A parte superior do êmbolo 11 apresenta um sede 17 fechada por uma lâmina 18 que pode ser deformada; uma junta de vedação toroidal 19 garante a vedação entre a parte interna da sede 17 fechada pela lâmina 18, sendo a câmara 20 diretamente conectada à câmara 16. Um canal 21 junciona a sede 17 com o duto 13 perfurado no lado interno do bastão do êmbolo 11; o bastão apresenta duqs porções com diferentes diâmetros externos. A lâmina 18 controla o canal 21 por meio de uma válvula biestável 22 adaptada com um dispositivo de duplo fechamento, sendo a válvula 22 operada pela mesma lâmina 18 apresentando uma primeira posição de estabilidade quando uma primeira secção do dispositivo de fechamento fecha a conexão entre o duto 13 e o canal 21, e uma segunda posição de estabilidade quando uma segunda secção do dispositivo de fechamento fecha a conexão entre o duto 13 e o canal 21 permitindo a conexão entre a sede 17 e o canal 21. O duto 14 conecta a parte interna da sede 17 à câmara 15 localizada sob o êmbolo 11 e dentro da sanfona 10, sendo o duto 14 controlado por uma válvula de auto-fechamento 23 permitindo a passagem de ar pela sede 17 para dentro da câmara 15, mas não vice-versa. O duto 12 conecta as câmaras 16 (localizada na parte externa da sanfona 10) e 20 (situada sobre o êmbolo 11) ao canal 21 onde é inserido ò bastão 24 da válvula biestável 22 com dispositivo de duplo fechamento. O envoltório 1 transmite um torque ao coipo ranhurado 4, i.e uma rotação: na prática, quando o dispositivo é rosqueado na válvula 6; a, válvula 6 é rosqueada no envoltório 1 com os dedos de forma a transmitir o torque que causa a rotação do corpo ranhurado 4 para prender a junta de vedação 25 usada para vedar o coipo da válvula 6 em relação ao dispositivo.

Uma câmara 26 é definida dentro do tubo de junção 5 da válvula de enchimento 6, sendo a câmara 26 separada da câmara 15 somente se o êmbolo 11 estiver no fiando do limite de parada de forma que a secção de seu bastão possuindo o maior diâmetro prenda a extremidade interna da junta de vedação 25.

Quando ajunta de vedação 25 é completamente presa, a câmara 15 localizada dentro da sanfona 10 é conectada à atmosfera 27 através de um duto 28, um % sulco 31 e um canal 29. O duto 28 é controlado por uma válvula de auto-fechamento 30, a qual está em posição aberta para permitir o fluxo de ar da câmara 15 ao canal 21 e ao canal 29, e consequentemente à atmosfera 27, somente se ajunta de vedação 25 estiver completamente presa; no caso da junta de vedação 25 não estar suficienteniente presa, a válvula 30 nào estará aberta, e portanto a passagem de ar da câmara 15 ao canal 21, ao canal 29 e consequentemenie à atmosfera c prevenida; isto ocorre mesmo no caso em que a junta de vedação 25 não esteja presa completamente, desde que a mesma esteja em contato com o tubo de junção ranhurado 5. O dispositivo demonstrado na Fig. 1 ainda não foi presa à válvula 5, 6; neste caso a tentativa de carregar o dispositivo não causa nenhum efeito, portanto, o dispositivo automaticamente descarrega, pois, por um lado, a câmara 26, os dutos 13, ♦ 21,12, a câmara 16 e a câmara 20, localizado sobre o êmbolo 11, não mantêm a pressão do pneu por causa do vazamento de ar que ocorre entre a junta de vedação 25, insuficientemente presa, e o coipo da válvula 5, com o consequente “blow-by" e descarga direta à atmosfera 27 através do canal 29, e por outro lado, a descarga, à atmosfera, da câmara 15 localizada sob o êmbolo 11 não pode ocorrer (durante a carga transiente, a câmara 15 é sujeita à pressão do tubo de ar antes de ser isolada da câmara 26 no instante em que a porção do bastão do êmbolo 11 possuindo diâmetro externo maior prende a extremidade interna da junta de vedação 25): de fato, a válvula 30 permanece fechada pois ela somente abre por causa da compressão de fechamento da junta de vedação 25 e por causa do empuxo aplicado na mesma válvula 30 pela pressão existente na câmara 15.

Adicionalmente, se a junta de vedação 25 estiver incompletamente presa no tubo de junção ranhurado 5, de maneira tal que ocorra um “blow-by” em

A direção ao canal 29 e ao sulco 31, o ar também tenderá a fluir de volta à câmara 15 através do sulco 31 por causa das perda de pressão devida ao fluxo reverso através do canal 29. O equilíbrio certo entre as perdas de pressão nos referidos canais 28,29 pode assegurar a descarga do dispositivo por estar insuficientemente preso na junta de vedação 25, mesmo no caso da ausência da válvula de auto-fechamento 30. Por esta razão, é possível entender imediatamente que se o dispositivo for insuficientemente apertado, de qualquer forma, não ocorTem situações de risco de esvaziamento do pneu por aperto insuficiente. A Fig. 2 apresenta o dispositivo após seu aperto; após o completo rosqueamento do dispositivo na válvula 5, 6 do pneu, e portanto, obtendo-se o aperto adequado da junta de vedação 25 pelo rosqueamento do corpo 4 da válvula 5, 6, o . 9

dipositivo está pronto para funcionar. Na condição da Fig. 2 o dispositivo funciona exatamente como uma tampa dc ma válvula de enchimento de pneus tradicional, i. E. o dispositivo não desempenha qualquer função, mas apenas é usado para proteger a válvula. A válvula do pneu 5, 6 é fechada pelo centro de auto-fechameâto 7 da válvula, portanto o tubo de ar nem é conectado à câmara 26 nem à atmosfera.

Usualmente, a lâmina 18 é curvada na direção para cima; esta curvatura é mantida até que a pressão na Cóamara 20 tenha atingido um valor suficientemente alto em relação ao valor de pressão existindo sobre a sede 17 (i.e. a pressão atmosférica, pois a sede 17 é conectada à atmosfera, como ficará mais compreensível pelas referências da descrição seguinte), portanto, quando o valor da pressão é sufícientemente alto, a curvatura é direcionada para baixo. , De fato, a curvatura da lâmina 18 depende da diferença entre a pressão na câmara 20, a qual será sucéssivamente conectada ao tubo de ar do pneu, e a pressão da sede 17, a qual será conectada à atmosfera. Se esta diferença de pressão, que pode ser vantajosamente corrigida considerando o valor de temperatura no caso de medição equilibrada realizada por um bimetal 18, for sufícientemente alta, o bimetal 18 * se curvará na direção para baixo, até atingir uma posição de curvatura estável apresentada nas Figs. 3, 4 representando o funcionamento do dispositivo, e de outra forma o bimetal 18 se manterá em sua coniguração de curvatura na direção para cima. A operação subsequente consiste em carregar o dispositivo; esta operação ocorre (Fig.3) por meio de um empuxo manual P axial e externo que causa a movimentação axial do envoltório externo 1 em relação ao corpo ranhurado 4 por exceder o empuxo da mola 9.

Devido ao empuxo P aplicado ao corpo externo* do dispositivo (envoltório^extemo 1, parede 2) o êmbolo 11 também é movido para baixo pelo empuxo P transmitido à lâmina 18 pela parede superior 2; devido ao empuxo P, a lâmina 18 é curvada para baixo da mesma forma que ocorreria se a pressãona câmara 20 fosse sufícientemente mais alta que a pressão na sede 17. Esta é a operação de carga, quando o dispositivo é posto a funcionar, que aconteceria se a diferença entre a pressão na câmara 20, por um lado, e a pressão na sede 17 a na câmara 15, por outro lado, fosse insuficientemente alta. Deve-se notar que, nesta primeira fase da carga transiente, a

diferença entre a pressão na câmara 20, por um lado, e a pressão na câmara 15 e sede 17 (conectadas entre si pelo duto 14) por outro lado. ainda não foi estabelecida, portanto, a curvatura da lâmina 18 e a movimentação do êmbolo 11 para baixo ocorrem somente devido ao empuxo mecânico P.

Esta nova configuração geométrica da lâmina 18 também causa a movimentação da válvula 22, adaptada com um dispositivo de duplo fechamento, em direção à primeira posição de estabilidade; portanto, a válvula 22 conecta o duto 13 ao duto 12 e às câmaras 16, 20 e desconecta a junção entre o canal 21 e a sede 17. Deve-se lembrar que a câmara 20 se estende da superfície superior da lâmina 18 à câmara 16 extemamente à sanfona 10 com continuidade.

Adicionalmente, devido ao mesmo empuxo P o êmbolo 11 é movido para baixo; portanto, a extremidade de baixo do êmbolo (dentro do qual o duto 13 é perfurado) empurra para baixo a extremidade do centro de auto-fechamento 7 da válvula, que se abre para permitir a entrada de ar dentro do tubo para preencher a câmara 26 defínida dentro do tubo de junção 5 da válvula de enchimento 6. A junta de vedação 25 também é capaz de vedar o bastão do pistão 11 por meio de seu lábio interno, somente quando o êmbolo 11, sendo qqe o bastão do qual apresenta dois diâmetros, é movido na direção do limite baixo de parada conforme mostrado na Fig. 3 (posição de enchimento). Consequentemente, se no começo da abertura do centro de auto-fechamento 7 da válvula, durante a movimentação para baixo do êmbolo 11, o ar que sai do tubo preenche a câmara 26, a câmara 15, o duto 28, o canal 29, o sulco 31 (e os dutos 12, 13, o canal 21, e as câmaras 16, 20, pois estas cavidades são conectadas entre si), no momento em que o êmbolo 11 atingiu seu limite baixo de parada, e, portanto, a vedação entre o bastão do êmbolo 11 e a junta de vedação 25 é possibilitada, e também ocorre a separação entre a câmara 26 defínida dentro do tubo de junção 5 da válvula de enchimento 6 e a câmara 15 localizada sob o êmbolo 11 e dentro da sanfona 10. É notável que a vedação no bastão do êmbolo 11, que é necessária para isolar as câmaras 26 e 15 quando o êmbolo 11 é encontrado no limite baixo de parada, pode também ser obtida por meio de uma junta de vedação diferente da junta de vedação 15, por exemplo, uma junta de vedação toroidal integrada com o corpo ranhurado 4; a solução consistindo na integração da vedação na mesma 11

junta de vedação 25 permite a redução das dimensões axiais.

Uma vez que esta condição é atingida, a pressão existente no tubo e ar é estabelecida na câmara 26, dutos 12, 13 e câmaras 16 e 20; vice-versa, a pressão atmosférica é estabelecida na câmara 15 e sede 17 e nos dutos 14, 28,29 e no sulco 31. j Duas cavidades foram, portanto, separadas; a primeira cavidade 20 é encontrada sobre o êmbolo 11, enquanto a segunda cavidade 15 é localizada sob o êmbolo 11; esta separação é devida por um lado à junta de vedação 25 (vedando o bastão do êmbolo 11) e, por outro lado, a sanfona 10 (vedando o êmbolo 11). Quando o empuxo externo P é retirado, se a diferença entre a pressão na câmara 20 e a pressão na sede 17 (i.e. entre o tubo e a atmosfera) for suficientemente alta (lembramos que a câmara 15, através do duto interno 14, também é conectada com a sede 17, que por sua vez, é sujeita à pressão atmosférica), a lâmina 18 manterá a configuração de curvatura para baixo devido ao empuxo P, mesmo quando o empuxo P tiver sido removido, e, consequentemente, a conexão do 'duto 13 à sede 17 através do canal 21 será fechada, mas a conexão do duto 13 ao duto 12 (e, portanto, do duto 13 às câmaras 16, 20) através do mesmo canal 21 será aberta, graças à primeira posição de estabilidade atingida pela válvula biestável 22 adaptada com um dispositivo de duplo fechamento.

Após liberar o empuxo P, a mola 9 e a pressão de ar nas câmaras 16, 20 movem o envoltório externo 1 de volta para cima, atingindo sua-posição original % 1 demostrada na Fig. 4. Nesta configuração, se a pressão de ar (pressão do pneu) existente na câmara 20 (eventualmente corrigida considerando-se o valor de temperatura no caso de uma medida equilibrada efetivada por um bimetal 18), é tal que exerça uma tensão sobre a superfície externa da lâmina 18, sendo a tensão suficiente para manter a lâmina 18 curvada para baixo (de fato, a pressão atmosférica existe na sede 17); a referida tensão também mantém o êmbolo 11 fixo em seu limite baixo de parada, pois, devido à diferença nas secções ativas, a referida tensão facilmente excede o empuxo devido à pressão de ar no pneu no bastão do êmbolo íleo empuxo da mola 8.

Desta maneira, o bastão do êmbolo 11 mantém o centro de auto-fechamento 7 da válvula aberto para assegurar a contínua conexão entre o tubo de ar e o sistema de medição 18 através tanto da câmara 26 quanto da câmara 20, onde existe pressão do tubo de ar. Cada escape de ar é obviamente prevenido pela vedação devido

às juntas de vedação 25,19, 3 e a sanfona 10. Consequentemente, como demonstrado na Fig. 4, enquanto a pressão do pneu (evcntualmentc corrigida considerando-sc o valor da temperatura) for mantida em um valor suficiente, i.e., acima do valor limite estabelecido definindo o limite inferior da correta pressão de enchimento do pneu, o dispositivo irá se manter carregado, i.e., com a lâmina 18 curvada para baixo e o êmbolo 11 em seu limite baixo de parada; o mesmo dispositivo irá manter a conexão ao tubo de ar através do centro de auto-fechamento 7 da válvula. H necessário especificar que a utilidade da função desempenhada pelo dispositivo (i.e. sinalizar quando a pressão do pneu cai abaixo de pelo menos um valor limite pré-estabelecido) é referente a todas as condições normais de funcionamento, onde o esvaziamento do pneu ocorre lentamente, portanto, de forma difícil de ser percebida por observação comum (fenômeno que ocorre tanto por causas naturais, como um vazamento pela estrutura do próprio pneu, quanto por causas externas, como pequenos furos que causam esvaziamento lento); portanto, o dispositivo permite o tempo necessário para a percepção do sinal, possibilitando a tomada de atitude assim que possível de forma a re-estabelecer o valor de pressão mais correto (e/ou reparar um eventual furo para prevenir uma parada obrigatória do veículo). Obviamente, o dispositivo não oferecerá nenhuma utilidade prática no caso de furos ou outros problemas sérios que causem um esvaziamento tão rápido do pneu que não haja tempo suficiente para percebê-lo e contomá-lo.

Naturalmente, o valor limite pré-estabelecido definindo o limite i inferior de pressão pode ser definido de tal forma a assegurar que a sinalização do excedente do mesmo valor limite ocorra quando o valor da pressão no pneu ainda seja suficientemente alto para possibilitar o tempo necessário para perceber o sinal e agir da forma usual nas situações em que o esvaziamento ocorre lentamente. .

Quando a pressão cai (eventualmente corrigida considerando-se o valor da temperatura) abaixo do referido valor limite pré-estabelecido (ou abaixo de outro valor limite pré-estabelecido, mais baixo que o anterior), como demonstrado na Fig. 5, a lâmina 18 se curvará para cima. Esta curvatura imediatamente possibilitará que a válvula biestável 22 adaptada com um dispositivo de duplo fechamento comute entre a primeira e segunda posição de estabilidade para fechar a conexão entre o duto 13 e as câmaras 16 e 20 (através do canal 21 e do duto 12); vice-versa a conexão entre a câmara 20 c a scdc 17 (atravcs do duto 12 c do canal 21) permanece aberta. Λ sede 17, através

A do duto 14', é conectada à câmara 15, a qual, por sua vez, é conectada à atmosfera 27 pelo duto 28, canal 29 e sulco 31. O objetivo a ser alcançado quando esta situação ocorrer é o fechamento seguro do pneu; portanto, o pneu é isolado do ambiente por meio do centro de auto-fechamento 7 da válvula, prevenindo qualquer vazamento de ar através do dispositivo. Para esta finalidade, o dispositivo é estruturado de tal forma que o empuxo para baixo atuando no grupo do êmbolo 11, por causa da diferença entre a pressão na câmara superior 20 (onde existe a pressão do tubo) e a pressão na câmara inferior 15 (onde existe a pressão ambiental), quando a diferença de pressão entre a câmara 20 e a sede 17 é capaz de manter a lâmina 18 curvada para baixo, é tão alta que exceda grandemente o empuxo para cima atuando no êmbolo 11, sendo este empuxo causado centro 7 da válvula tensionado para cima pela mola 8, pela pressão de ar do tubo atuando na seção do bastão do êmbolo 11 e pela elasticidade da sanfona 10. Desta forma, o êmbolo 11 garantidamente permanece na posição de enchimento (íimite baixo de parada) mesmo na presença de perturbações externas (vibrações, forças de inércia e outras). O início do fenômeno que causa o esvaziamento do dispositivo é devido a uma mudança na pressão do pneu (eventualmente corrigida considerando-se o ' valor da temperatura) em relação à pressão atmosférica, sendo a referida mudança capaz de curvar a lâmina 18 para cima, quando a pressão nas cavidades 17, 14, 15, 28 e 29 ainda apresentar o valor da pressão atmosférica e a pressão nas cavidades 16,20,12,21, 13 e 26 apresentar o valor da pressão no tubo de ar (que tenha acabado de cair abaixo do limite pré-estabelecido). Nestas condições, a diferença entre a pressão na câmara superior 20 (onde existe pressão do tubo) e a pressão na câmara inferior 15 (onde existe pressão ambiental) amando no êmbolo 11 é ainda capaz de manter o êmbolo 11 na posição de enchimento (i.e. em seu limite baixo de parada): de fato, o planejamento das ♦ 4 secções ativas do êmbolo 11 e do respectivo bastão serão escolhidas de tal forma que o vetor resultante das várias forças mencionadas acima amantes sobre o êmbolo 11 serão sempre direcionadas para baixo mesmo em valores de pressão do pneu inferiores ao valor limite pré-estabelecido, enquanto, uma vez acima de referido valor limite, a lâmina 18 será curvada para cima. Como o dispositivo foi planejado para uma aplicação prática em todas as condições operacionais normais, ou seja, quando o pneu esvazia lentamente, no momento em que a pressão do pneu (eventualmente corrigida considerando-se a temperatura) passa para um valor abaixo do limite pré-estabelecido para esta finalidade, a lâmina 18 se curvará imediatamente para cima, mas a resultante das forças atuando sobre o êmbolo 11 (o módulo do qual por sua vez mudará, mas apenas uma quantidade muito pequena do fenômeno sendo lenta) manterá o mesmo sempre direcionado para cima; além disso, a referida resultante apresentará um valor tal que mantenha permanentemente o êmbolo 11 em seu limita baixo de parada, até que a pressão na câmara 20 caia consideravelmente. Esta notável queda ocorre como consequência direta e imediata da curvatura da lâmina 18 para cima.

De fato, a movimentação em direção à segunda posição de ♦ estabilidade da válvula 22 adaptada com um dispositivo de duplo fechamento em consequência da modificação da configuração geométrica da lâmina 18 causa uma repentina mudança na pressão dentro de várias cavidades. A junção entre o duto 13 (que permanece à pressão do pneu junto com a câmara 26) e as câmaras 16 e 20 (através dos dutos 21 e 12) é desconectada, enquanto as câmaras 20 e 16 são esvaziadas através dos mesmos dutos 12 e 21, da sede 17 (que agora é conectada aos canais 21 e 12), do duto 14, da câmara Γ5 e do canal 28, do sulco 31 e do canal 29, que são diretamente conectados à atmosfera 27.

Desta maneira, a pressão na câmara 20 cai rapidamente, enquanto, por causa das perdas de pressão que interferem no fluxo de ar para a atmosfera 27 através do duto 28, do sulco 31 e do canal 29, a pressão na câmara 15 tende a aumentar (a pressão na câmara 15 previamente apresentava o valor atmosférico). Este fenômeno associado com o empuxo para cima atuando no bastão do êmbolo 11 pelo centro de auto-fechamento 7 da válvula tensionada pela mola 8 e pela sanfona 10, causa a repentina movimentação do êmbolo 11 em direção ao limite alto de parada.

Assim que a movimentação repentina do êmbolo 11 começa, o bastão com dois diâmetros se desconecta da junta de vedação 25: desta forma, é repentinamente criada uma conexão direta entre a câmara 26, a qual mantém-se à pressão do pneu e é potencialmente suprida por um fluxo de ar considerável até que o centro de auto·fechamento 7 da válvula feche, e a câmara 15 localizada sob o êmbolo 11. Desta maneira, a pressão na câmara 15 imediatamente atinge o valor da pressão do pneu pela ação de uma tensão para cima no êmbolo 11; o referido valor de pressão é mantido até que o centro de auto-fechamento 7 da válvula completamente fechado pelo atingimento do escopo da presente invenção, enquanto a válvula de auto-fechamento 23 previne a passagem de ar em direção da sede 17, e a partir desta, através dos dutos 21 e 12, o ar pode chegar à câmara 20 situada sobre o êmbolo 11, onde, enquanto isso, a pressão tiver caído em relação ao valor de pressão apresentado antes de exceder o limite.

Desta maneira, o êmbolo 11, até que o centro de auto-fechamento 7 da válvula esteja completamente fechado, será sujeito a um empuxo resultante para cima, sendo o referido empuxo resultante para cima devido à diferença entre a pressão nas câmaras 15 e 20 mais o empuxo aplicado na agulha do centro de auto-fechamento 7 da válvula tensionada pela mola 8 e o empuxo da sanfona 10, sendo o referido empuxo resultante para cima suficiente para mover o êmbolo 11 para cima, mesmo se um valor de pressão idêntico fosse encontrado nas câmaras 15 e 20. De fato, a pressão na câmara 15 mantém-se no valor da pressão do pneu, pois a saída de ar a partir do centro de auto-fechamento 7 da válvula aberta é muito maior que a perda fluindo em direção da atmosfera através do duto 28, do sulco 31 e do canal 29: este fato assegura que, mesmo se a pressão na câmara 20 caísse muito pouco, ou, mesmo, respondendo ao valor da pressão do tubo de ar no momento do desencaixe da junta de vedação 25 do bastão do êmbolo 11, como pode ocorrer se a válvula de auto-fechamento 23 for removida, a a tensão resultante atuando no êmbolo 11 poderia ser sempre direcionada para cima a graças à ação elástica da mola 8 e da sanfona 10.

Este fato causa uma repentina movimentação do êmbolo 11 em direção a seu limite alto de parada e o fechamento do centro de auto-fechamento 7 da válvula pela obtenção do resultado desejado e a descarga do dispositivo: quando o centro de auto-fechamento 7 da válvula fecha, as câmaras 20 e 15 são repentinamente conectadas à pressão ambiental (atmosférica), enquanto o êmbolo 11 completa sua movimentação até que atinja seu limite alto de parada graças à elasticidade da sanfona 10 (Fig. 6). » Desta maneira, o pneu é imediatamente isolado do ambiente; portanto, o centro de auto-fechamento 7 da válvula sempre desempenha sua função de segurança e de fechamento contra o escape de ar através da válvula de enchimento. Este fato previne qualquer risco devido a eventuais vazamentos no dispositivo.

Se o êmbolo 11, após a fase de enchimento, permanecer numa posição tal que mantenha o centro de auto-fechamento 7 da válvula aberto, i.e., em seu limite baixo de parada, isto significa que a pressão no tubo de ar (eventualmente corrigida considerando-se o valor da temperatura) é maior que o valor limite preestabelecido definindo o limite inferior da correta pressão de enchimento do pneu; vice-versa, quando o êmbolo 11 se mover de volta ao seu limite alto de parada (i.e. descarregar) a pressão no tubo de ar (eventualmente corrigida considerando-se o valor da temperatura) será mais baixa que o referido valor limite pré-estabelecido, ou outro valor limite pré-estabelecido menor que o anterior. ’ Portanto, é suficiente perceber tanto a curvatura da lâmina 18 quanto a posição do êmbolo 11 (cuja movimentação é de alguns mm) para sinalizar o excesso ou não do valor limite ao exterior por meios conhecidos, sendo o valor limite determinante do limite inferior da pressão correta. Por exemplo, uma variação cromática em função da posição do êmbolo 11 pode ser apresentada em um visor transparente aplicado à paredè 2. Adicionalmente, o deslocamento do êmbolo 11 (ou a mudança na configuração geométrica da lâmina 18) pode ativar um circuito elétrico por meio do qual a emissão de um sinal ótico e/ou acústico pode ser obtida, sendo os referidos sinais transmitidos por indução, ondas hertzianas, etc. em todas as possíveis combinações. O dispositivo pode obviamente ser recarregado indefinidas vezes; todas as vezes que a condição de exceder o valor limite ocorrer o dispositivo vai * automaticamente descarregar e se irá se manter descarregado até uma carga manual subsequente, assegurando que o sinal pode ser recebido. A Fig. 6 apresenta o dispositivo após da queda de pressão no pneu; neste caso, os componentes do dispositivo estão novamente na posição da Fig. 2.

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Claims (11)

1. DISPOSITIVO CAPAZ DE SINALIZAR A CONDIÇÃO DE ENCHIMENTO EM PNEUMÁTICOS Reivindicações 1. Dispositivo capaz de sinalizar a condição de enchimento em pneumáticos compreendendo um envoltório externo (1) girando em conjunto com um corpo ranhurado (4) que pode ser rosqueado numa junção (5) de uma válvula de enchimento (6) cujo centro de auto-fechamento (7) é pressionado por uma mola (8) para fechar a válvula (6); um envoltório externo (1) sediando um atuador % consistindo de um êmbolo (11) adaptado com um bastão, sendo o referido êmbolo conectado a um membro de vedação móvel (10) 'delimitando, em relação ao envoltório (1), pelo menos uma primeira câmara (15) localizada sob o êmbolo (11), e pelo menos uma segunda câmara (16,20) localizada sob o êmbolo (11); o êmbolo (11) sendo capaz de atuar devido a uma repentina movimentação suficiente para causar a abertura do centro de auto-fechamento (7) da válvula (6), que normalmente * é fechado; sendo o dispositivo caracterizado pelo fato de que o êmbolo (11) também é capaz de se movimentar entre uma posição de primeiro limite de parada que é permanentemente mantida se o dispositivo estiver descarregado por causa da ação de um elemento elástico (10,11), e no qual o êmbolo (11) não causa a abertura do centro de auto-fechamento (7) da válvula, e uma posição de segundo limite de parada, na qual o êmbolo (11) separa uma terceira câmara (26) da primeira câmara (15) por meio de uma junta de vedação (25) e causa a abertura do centro de auto- v fechamento (7) da válvula; esta segunda posição limite de parada é sucessivamente mantida apenas se a diferença entre a pressão na segunda câmara (16, 20), o valor de pressão da qual atinge a pressão do pneu durante a fase de enchimento do dispositivo, e a pressão na primeira câmara (15) conectada à atmosfera (27), é 2

   mantida mais alta que pelo menos um primeiro valor limite pré-estabelecido, de forma que o empuxo resultante atuando no êmbolo (11) seja maior que o empuxo * ♦ das molas (8, 10) que movem o êmbolo (11) novamente em direção à primeira posição limite de parada; o êmbolo (11) sedia um elemento (18) com configuração geométrica variável atuando em uma válvula biestável adaptada com um membro de duplo fechamento (22); o dispositivo também compreende meios (2) usados para sinalizar a configuração do elemento (18) e/ou a posição do êmbolo (11), de forma a indicar se a pressão no pneu excede ou não o referido primeiro valor limite pré-estabelecido. * *·
2. 2. Dispositivo, conforme reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o elemento (18) com’ configuração geométrica variável delimita uma quarta câmara (17) por meio de um membro de vedação (19); a válvula biestável (22), através de um canal (21), alternativamente conecta um primeiro çfuto (12), i.e., a ♦ segunda câmara (16, 20) permanentemente conectada ao primeiro, duto (12), ou a um segundo duto (13), ou à quarta câmara (17) de acordo com a configuração alcançada pelo elemento (18); quando o dispositivo está descarregado, o elemento (18) mantém uma configuração de primeira curvatura elástica para cima; na referida condição o êmbolo (11) não causa a abertura do centro de auto-fechamento (7) da válvula, portanto todas as câmaras (15, 16, 20, 17, 26) e dutos e canal (12, 13,21) se comunicam com a atmosfera (27). ♦
3. 3. Dispositivo, conforme reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o empuxo necessário para mover o êmbolo (11) da primeira posição limite de parada para a segunda posição limite de parada durante a fase de carregamento é aplicado ao envoltório (1) e à parede (2) integrada ao envoltório (1), sendo que o * referido empuxo é transmitido do envoltório (1) e parede (2) para o êmbolo (11) através da parede (2), que diretamente atua no elemento (18) com configuração geométrica variável e causa uma deformação do elemento (18) para uma configuração de curvatura elástica para baixo; nesta configuração o êmbolo (11) é localizado na segunda posição limite de parada, o membro de dUplo fechamento biestável (22) conecta o segundo duto (13) ao primeiro duto (12), de forma que a pressão do pneu exista na terceira câmara (26), no segundo duto (13), no primeiro duto (12) e na segunda câmara (16, 20), enquanto a pressão atmosférica existe na quarta câmara (17), no terceiro duto (14) e na primeira câmara (15); a referida segunda configuração elástica do elemento (18) pode ser mantida somente se a diferença entre a pressão na segunda câmara (16, 20) e quarta câmara (17) exceder pelo menos um primeiro valor limite pré-estabelecido; nesta condição a diferença entre a pressão na segunda câmara (16, 20) e na primeira câmara (15) é a mesma que a diferença entre a pressão na segunda câmara (16, 20) e na quarta câmara (17); até que a referida diferença de pressão seja suficiente para manter a segunda configuração elástica do elemento (18) o empuxo resultante no êmbolo é suficiente para assegurar que o êmbolo (11) é mantido na segunda posição limite de parada, de forma que o dispositivo se mantém carregado; se a referida diferença de pressão for mçnor, òu logo após diminuir até um valor inferior ao segundo e mais baixo valor limite pré-estabelecido, o elemento (18) se move instantaneamente em direção à primeira configuração elástica; desta forma, a válvula biestável adaptada com um membro de duplo fechamento (22) intercepta a comunicação entre o primeiro duto (12) e o segundo duto (13) e conecta o primeiro duto (12) à quarta câmara (17), que, por sua vez, através do terceiro duto (14), da primeira câmara (15) e dos canais (28,29), se conecta à atmosfera (27); isto causa a rápida queda da pressão na segunda câmara (16, 20) até a pressão atmosférica, e por esta razão o êmbolo (11) se move novamente em direção à primeira posição limite de parada estável; portanto, o elemento (18) é capaz de indicar se a pressão do pneu excede ou nâo pelo menos um valor limite pré-estabelecido mais alto e de causar o retomo do êmbolo (11) à primeira posição limite de parada estável (condição de descarga) na qual o êmbolo (11) não causa a abertura do centro de auto-fechamento (7) da válvula, o qual fecha novamente a comunicação com a câmara interno do pneu.
4. % . ’ 4. Dispositivo, conforme reivindicação 2, caracterizado pelo fato de que o elemento (18) com configuração geométrica variável é uma lâmina (18).
5. 5. Dispositivo, conforme reivindicação 2, caracterizado pelo fato de que o elemento (18) com configuração geométrica variável é um bimetal (18) possibilitando mudar o limite de pressão que causa a comutação da curvatura em função da temperatura.
6. 6. Dispositivo, conforme reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o membro de vedação (10) consiste de uma sanfona (10) possibilitando o deslizamento axial, sem fricção, do êmbolo (11) dentro do dispositivo e separa uma primeira câmara (15) de uma câmara (16, 20), sendo as referidas câmaras respectivamente localizadas sob e sobre o êmbolo (11).
7. * 7. Dispositivo, conforme reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que um empuxo axial externo (P) aplicado à sede externa do dispositivo causa a movimentação axial do envoltório externo (1) em relação ao corpo ranhurado (4) contra o empuxo da mola (9), de forma que o envoltório (1) passa defuma primeira posição limite de parada estável devido ao empuxo da mola (9) para uma segunda posição limite de parada, na qual o envoltório (1) permanece somente enquanto houver o empuxo externo (P); o empuxo (P) é transmitido da parede (2) para a lâmina (18) e causa tanto a mudança da configuração geométrica do elemento (18) na direção da segunda configuração elástica do referido elemento e a movimentação do êmbolo (11) na direção da segunda posição limite de parada, na qual o êmbolo (11) causa a abertura do centro de auto-fechamento (7) da válvula, e LI"”'-11 -------

   $ por interferir na junta de vedação (25), separa a terceira câmara (26) da primeira câmara (15); nesta fase a deformação do elemento (18) na direção de sua segunda configuração elástica e a movimentação do êmbolo (11) na direção da segunda 4 posição limite de parada somente ocorre por causa do empuxo externo (P).
8. 8. Dispositivo, conforme reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que, após cessado o empuxo (P), a mola (9) e o empuxo da pressão existente na segunda câmara (16, 20) movem o envoltório externo (1) na direção de seu primeiro limite de parada estável.
9. 9. Dispositivo, conforme reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a posição do êmbolo (11) sinaliza se pelo menos um valor limite pré* estabelecido é excedido ou não; para esta finalidade a parede (2) é transparente para apresentar tuna mudança de cor em função da posição do êmbolo (11) ou da configuração da lâmina (18).
10. 10. Dispositivo, conforme reivindicação 1, caracterizado pelo fato de 4 que o deslocamento do êmbolo (11) ou a mudança na configuração .geométrica do elemento (18) aciona um circuito elétrico por meio do qual a emissão de sinais óticos e/ou ’ acústicos podem ser obtidos para serem transmitidos por ondas eletromagnéticas. LISBOA, 25 de Setembro de. 2001 t Ó\ cr-iv·- Álvaro duarte Aíentc Oficial <(, Ρ,ορ,-^e Wustriâ RlW Ncv.1 f?* ^ 7.1 . ‘
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