WO2013144395A2 - Válvula para neumático compartimentado y neumático compartimentado - Google Patents

Válvula para neumático compartimentado y neumático compartimentado Download PDF

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WO2013144395A2
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Ignacio REQUENA RODRÍGUEZ
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    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16K—VALVES; TAPS; COCKS; ACTUATING-FLOATS; DEVICES FOR VENTING OR AERATING
    • F16K15/00—Check valves
    • F16K15/20—Check valves specially designed for inflatable bodies, e.g. tyres

Definitions

  • the invention falls within the sector of products, systems, devices and accessories related to tires, wheels and air chambers for all types of vehicles. It is especially integrated between the devices that allow the sealing or communication of air between the inside and outside of a tire or chamber.
  • valves have standard homologated dimensions, and have, in general, a flexible mechanism or a longitudinal spring that presses on a cover and that, by using an external part to the valve (normally located at the end of the air filling / emptying duct) produces a pressure on said flexible mechanism, causing the opening of the valve duct.
  • This technology is widely developed, having achieved an enormous degree of precision and standardization that allows the rapid and effective introduction or extraction of air in any tire on the market.
  • the usual tires on the market have a single air compartment that makes the pressure inside the tire or chamber homogeneous throughout its volume, so that the introduction is sufficient , or extraction of air, through a single point.
  • This system has the problem that, when, for any reason, the rupture or puncture of the surface of the outer shell occurs, there is usually an immediate loss of pressure inside the wheel.
  • a Multi-volume air compartmentalization system inside. For the introduction and extraction of air from the different volumes, maintaining this at a constant pressure, it is necessary to use a new type of valve that allows the introduction or extraction of air in several ducts simultaneously inside the wheel.
  • the device object of the present invention patent application allows the introduction or extraction of air simultaneously in several volumes, and at homogeneous pressure, inside a tire or chamber using the current pressure inflation devices usual in stations of service.
  • the present invention relates to a valve that allows the introduction or extraction of air in several volumes simultaneously, at the same pressure, using for this purpose a standard tire inflation device, without the need for any modification to it and which is compatible with the usual ducts in the adapters of these devices.
  • the present valve uses, like most existing valves for tires, an elastic device connected to a longitudinal piece, which is in turn integral with the valve cover. When a tire inflation or deflation system is attached to the valve, the inner projection of the inflation device adapter comes into contact with the protector of the longitudinal piece forcing the displacement of the latter. When moving the longitudinal piece, the opening of the valve cover is produced, allowing the entry or exit of air through it.
  • the particularity of the valve object of the present invention is that the inner part of the valve is divided into several ducts. Each of these ducts communicates with each of the watertight volumes of pressurized air into which the interior of the tire or chamber has been divided. There are several possibilities of realizing this invention.
  • the preferred embodiment includes all of these ducts inside an elastic duct of standard diameter, similar to those commonly used to communicate the valve with the inside of the wheel. Many other embodiments can be chosen, depending on whether or not it is decided to modify the existing hole in the metal rim to allow the incorporation of other communication channels.
  • Figures 1A1-1 B3 show a cross-section of the following components that are decoupled: the valve, the adapter and the elastic duct separated into two watertight volumes.
  • Figures 1A1-1A3 show the situation in which the valve is closed and figures 1B1-1 B3 show the situation in which the valve is completely open.
  • Figures 2A-2B show a cross-section of the following components that are coupled together: the valve, the adapter and the elastic duct separated into two watertight volumes.
  • Figure 2A shows the situation in which the valve is closed and in Figure 2B the situation in which the valve is completely open.
  • Figure 3 shows a detailed cross-section of the valve in the closed position.
  • Figure 4 shows a detailed cross-section of the valve in the open position.
  • Figures 5A-5C show a cross-section and sections of the valve in which the tight separation between the two inner volumes in the closed position can be seen.
  • Figures 5B and 5C show a plurality of recesses and a plurality of projections located on the sides of the first cavity, the second cavity, the on / off separator and an inner wall of the valve, as well as the connection zone between the means for guiding and separating volumes with the inner walls of the valve.
  • the sections shown in Figures 5B-5C are indicated in Figure 5A with the cut lines 5B-5B, 5C-5C.
  • Figures 6A-6B show a cross-section and a section drawing of the valve in which the communication between the two inner volumes in the open position is appreciated.
  • Figures 7A-7C show a cross-section, a drawing of the upper and lower plan of the adapter.
  • Figures 8A-8B show a cross-section, an upper plan drawing of the elastic duct separated into two watertight volumes, as well as a section drawing.
  • Figure 9 shows a cross-section with the valve integrated in the tire of the vehicle and an external system of air pressure coupled. This figure shows the situation in which the pressurized air enters the wheel.
  • Figure 10 shows a cross-section with the valve integrated in the tire of the vehicle and an external system of air pressure coupled. This figure shows the situation in which the pressurized air exits the wheel.
  • Figure 1 shows a cross-section with the valve integrated in the tire of the vehicle and an external system of air pressure coupled. This figure shows the situation in which there is an exchange of pressure between the two interior volumes until the two remain at the same level.
  • Figures 12A-12B show a cross-section and an outer side view of a complete tire incorporating the valve of the invention.
  • Figure 13 shows a cut of the cover, the valve and the contact area of the tire in which the air flows between volumes are appreciated.
  • Figure 14 shows a detail cut of the two inlet valve ducts and their communication with the ducts through which the air in the tire is redistributed.
  • Figure 15 shows a cross-section of the chamber and the valve in which the air flows between volumes are appreciated.
  • 16 Guidance means for the displacement of the separation wall between Volume I and Volume II. 16A - Space between guiding means to guide the displacement of the on / off separator.
  • 17 Separation wall between Volume I and Volume II of the inner valve duct formed by a connection / disconnection separator of the communication channel. 17A - First entry in the on / off separator.
  • Second compartment or secondary interior volume for pressurized air Second compartment or secondary interior volume for pressurized air.
  • a compartmentalized tire is understood as that tire, with or without a chamber, comprising a plurality of watertight volumes inside. These compartments can be several volumes inside the tire without a camera or several cameras inside a tire cover. In the closed position of the valve, the watertight volumes are isolated from each other.
  • the valve has a body (1) that has a first end (1A) configured to be coupled to inflation / deflation means (50) of the compartmentalized tire; a second end (1B), opposite the first end, configured to be coupled to an inflation / deflation conduit (3) of the compartmentalized tire; a passage channel (1C) between the first end (1A) and the second end (1 B).
  • the valve comprises: a) at least two cavities located inside the body (1) of the valve:
  • a1) a first cavity (14) comprising first connection means (141) to a first compartment (61, 94) of the tire;
  • the cavities (14, 15) inside the body (1) of the valve allow several conduits (65, 93, 96) coming from several volumes (61, 62, 94, 95) to be connected to the tire through a single hole in the tire, which incorporates conventional tires, without having to make a hole in the tire to connect each duct (65, 93, 96) of the tire with each cavity (14,15) of the valve.
  • the invention is valid for both tubeless tires, for example those common in cars, and for camera tires, for example those common to bicycles.
  • the valve of the invention makes it possible to combine compartmentalized tires with conventional tires, which are used with tires that have a single volume or compartment.
  • valve allows a universal tire to be used for all types of tires has substantial benefits, not only economic for the savings in the manufacture of a considerably more complex tire - several holes instead of just one - but also in the assembly work and subsequent maintenance of the wheel.
  • the simple operation of tire pressure control with the valve of the invention does not require any special action, also being compatible with the inflation / deflation apparatus of the service stations.
  • the invention has the advantages of having a compartmentalized tire in a conventional tire, which can be inflated / deflated with the devices commonly found in service stations.
  • the combination of the valve and tire of the invention avoids all the unresolved complications in the state of the art.
  • the opening / closing element (172) has a movement between:
  • the valve comprises guiding means (16) defining an opening / closing stroke of the on / off separator (17) between the open position and the closed position;
  • connection / disconnection separator (17) comprises a first recess (17A) and a first projection (17B) located in a contact area between the separator connection / disconnection (17) and a wall of the first cavity (14) and the second cavity (15).
  • An inner wall of the valve (13) comprises a second recess (13A) and a second projection (13B) located in a closing zone between the inner wall of the valve (13) and the guiding means (16).
  • the valve comprises an adapter (2) comprising:
  • positioning means (21) determining a coupling position between the body (1) and the adapter (2) where the first conduit coupling (214) -first cavity (14) and the second conduit coupling (215-second cavity (15) allow a gas passage without losses in the first mouth (2A) -second end (1 B) junction;
  • the adapter (2) comprises a plurality of tabs (22a, 22b) located on the sides of internal walls of the adapter (2), said tabs (22a, 22b) defining connection means with an inner wall (31) of the inflation duct / deflation (3) according to a predetermined connection position;
  • the valve comprises an elastic mechanism (8, 9) configured to allow valve opening by applying pressure on a contact head (4);
  • a second aspect of the invention relates to a compartmentalized tire comprising a valve as defined above.
  • the compartmentalized tire comprises a plurality of gas inlet and outlet ducts (80, 83, 93, 96): which communicate the first compartment (61, 94) and the second compartment (62,
  • the compartmentalized tire comprises an inflation / deflation duct (3) comprising the gas inlet and outlet ducts (80, 83, 93, 96) in an area outside the rim (60).
  • the compartmentalized tire is selected between a tubeless tire and a chamber tire.
  • valve body itself (1) has been separated from the adapter (2) that communicates it with the elastic air inlet and outlet duct of the wheel (3 ).
  • a wheel having two independent air volumes has been chosen.
  • the air inlet and outlet of the wheel is made through an elastic duct divided longitudinally into two independent volumes, as shown in Figures 8A-8B.
  • the valve described in this section is divided, in its inner part, into two separate compartments that communicate with each of the two volumes of the duct.
  • figures 9, 10 and 11 you can see the scheme of operation of the complete system in different situations of inflation or deflation of the tire.
  • a longitudinal piece (10) is anchored to the end of an elastic mechanism (8) by means of a clamping screw (9).
  • This longitudinal piece is integral with a cover (12) and a panel (17) that moves in contact with the inner face of the guide (13), dividing it into two symmetrical volumes (14 and 15). The movement of the panel is carried out through a hole in the central wall of the lower part of the valve (16) and two small lateral grooves.
  • the elastic mechanism (8) is attached to the wall of the inlet duct of the valve (1), at the other end, by two anchors (6).
  • the valve has a thread (7) to attach a protective cap. This thread is similar to those currently used by this type of valves.
  • Figure 4 shows how, when pressure is applied to the contact head (4) of the longitudinal piece (10), it moves towards the inside of the valve, moving the cover (12) and allowing the outside volumes (5) and interiors (14 and 15) enter into communication with each other.
  • the fixing of the valve (1) to the elastic duct (3) has a privileged position that is marked by the plane containing the inner wall of volume separation of the tube (31) and by the plane of displacement of the panel in the valve (17), which have to coincide. For this reason, and due to the need for easy access to longitudinally anchor the inner wall of the elastic conduit to the device, the use of an adapter (2) has been chosen.
  • the adapter which comprises a first toothed surface (23) for fixing to the valve and a second toothed surface (24) for fixing to the elastic conduit. It also has a longitudinal recess (22) where the separation wall of the elastic duct is fixed and a longitudinal projection (21), parallel to the previous one, which allows its correct fixation to the valve.
  • Figure 9 shows the scheme of the complete system in the situation in which the introduction of pressurized air into the wheel (inflation) is performed by using an external inflation and deflation system (40). In this figure, the air introduced by the pressurized air inflation system passes through the elastic duct of said system (50), until it reaches the inside of the adapter (40).
  • the valve cover is open due to the effect of the protrusion pressure (41) on the longitudinal piece (10).
  • the air pumped by the system when it is at a pressure higher than the air inside the wheel, circulates through each of the two volumes (14 and 15), towards the inside of it, crossing the valve (1), the adapter (2) and the elastic duct of the tire (3).
  • the current tires (60) have, in their external part, a cylindrical bore of predetermined dimensions to be able to introduce the elastic conduit that communicates the tire with the shut-off valve.
  • figure 11 a scheme similar to that of figures 9 and 10 is shown, in the situation in which the inflation or deflation system fulfills only the function of opening the valve cover allowing the free circulation of air between the two volumes (14 and 15) until the pressure between the two is equalized.
  • a tire consisting of a reinforced outer tire is used, similar to those of currently existing tires, which has a watertight wall separating the volume main and secondary volumes, this wall being fixed by a series of semi-rigid surfaces perpendicular to the outer covering and parallel to each other, and which have holes that communicate with each other the secondary volumes.
  • a two-way inlet valve has been used. By using this valve, air is introduced at the same pressure through two independent ducts, one of which connects directly to the main volume, and the other with two tubes that reach the ends of the secondary volumes.
  • valve object of the invention to an air or gas chamber of a tire with similar chamber is shown in Figure 15 to those used in bicycles, mopeds and motorcycles.
  • the chamber has two compartments or watertight volumes (main or upper and secondary or lower) that communicate with the valve through a tube divided longitudinally into two ducts independent.
  • simultaneous inflation and deflation at the same pressure and the maintenance of an effective diameter in case of breakage of the chamber cover in contact with the lower volume that prevents loss of control of the vehicle is also allowed.

Abstract

Válvula para neumático compartimentado, que tiene un cuerpo (1) que cuenta con un extremo (1A) para ser acoplado a un sistema de inflado/desinflado (50) del neumático compartimentado; un segundo extremo (1 B), opuesto al primer extremo, para ser acoplado a un conducto de inflado/desinflado (3) del neumático compartimentado; un canal de paso (1C) entre el primer extremo (1A) y el segundo extremo (1 B). La válvula tiene dos cavidades ubicadas en el interior del cuerpo (1) de la válvula -las cavidades tienen dispositivos de conexión a cámaras del neumático; un canal de comunicación (1 D) entre la primera cavidad (14) y la segunda cavidad (15); un elemento de apertura/cierre (172) formado por: un tapa de apertura/cierre (12) del canal de paso (1C); un separador de conexión/desconexión (17) del canal de comunicación (1 D).

Description

VÁLVULA PARA NEUMÁTICO COMPARTIMENTADO Y NEUMÁTICO
COMPARTIMENTADO
Ámbito de la técnica
La invención se encuadra dentro del sector de productos, sistemas, dispositivos y accesorios relacionados con los neumáticos, ruedas y cámaras de aire para todo tipo de vehículos. En especial se integra entre los dispositivos que permiten el sellado o comunicación de aire entre el interior y el exterior de un neumático o cámara.
Estado de la técnica
Desde la invención del neumático inflable en el siglo XIX, se han venido desarrollando distintos sistemas para la introducción y extracción de aire a presión en una rueda, facilitando la comunicación y sellado de aire entre el interior y el exterior de la misma. Entre estos sistemas, cabe destacar la utilización universal de distintos modelos de válvulas que permiten la introducción o extracción de aire a voluntad mediante la utilización de un mecanismo de apertura y cierre. Este tipo de válvulas cuentan con unas dimensiones homologadas estándar, y disponen, en general, de un mecanismo flexible o de un muelle longitudinal que presiona sobre una tapa y que, mediante la utilización de una pieza externa a la válvula (normalmente situada en el extremo del conducto de llenado/vaciado del aire) produce una presión sobre dicho mecanismo flexible, produciendo la apertura del conducto de la válvula. Esta tecnología, esta ampliamente desarrollada, habiéndose alcanzado un enorme grado de precisión y estandarización que permite la rápida y eficaz introducción o extracción de aire en cualquier neumático del mercado.
Por otro lado, los neumáticos habituales en el mercado, disponen de un único compartimento de aire estanco que hace que la presión en el interior del neumático o cámara sea homogénea a lo largo de todo su volumen, de tal forma que es suficiente con la introducción, o extracción de aire, a través de un único punto. Este sistema tiene el problema de que, al producirse, por cualquier motivo, la ruptura o pinchazo de la superficie de la cubierta exterior, se suele producir una pérdida inmediata de la presión en el interior de la rueda. Para evitar este tipo de situación, se ha desarrollado un sistema de compartimentación del aire en el interior de varios volúmenes. Para la introducción y extracción de aire de los distintos volúmenes, manteniendo éste a una presión constante, es necesario utilizar un nuevo tipo de válvula que permita la introducción o extracción de aire en varios conductos simultáneamente en el interior de la rueda.
De este modo, el dispositivo objeto de la presente solicitud de patente de invención posibilita la introducción o extracción de aire simultáneamente en varios volúmenes, y a presión homogénea, en el interior de un neumático o cámara utilizando los actuales dispositivos de inflado a presión habituales en estaciones de servicio.
Descripción de la invención
La presente invención se refiere a una válvula que permite la introducción o extracción de aire en varios volúmenes simultáneamente, a una misma presión, utilizando para ello un dispositivo estándar de inflado de neumáticos, sin necesidad de realizar ninguna modificación al mismo y que es compatible con los conductos habituales en los adaptadores de estos dispositivos. La presente válvula utiliza, al igual que la mayoría de las válvulas existentes para neumáticos, un dispositivo elástico conectado a una pieza longitudinal, que es a su vez solidaria con la tapa de la válvula. Al acoplar un sistema de inflado o desinflado de neumáticos a la válvula, el saliente interior del adaptador del dispositivo de inflado entra en contacto con el protector de la pieza longitudinal forzando el desplazamiento de ésta. Al desplazarse la pieza longitudinal, se produce la apertura de la tapa de la válvula, permitiéndose la entrada o salida de aire a través de la misma. Cuando la presión sobre la pieza longitudinal desaparece, el dispositivo elástico empuja la tapa a su posición original produciéndose, de nuevo, el sellado de la válvula. La particularidad de la válvula objeto de la presente invención consiste en que la parte interior de la válvula se halla dividida en varios conductos. Cada uno de estos conductos se comunica con cada uno de los volúmenes estancos de aire a presión en los que se ha dividido el interior del neumático o cámara. Existen varias posibilidades de realización de esta invención. La realización preferida incluye la totalidad de estos conductos en el interior de un conducto elástico de diámetro estándar, similar a los utilizados habitualmente para comunicar la válvula con el interior de la rueda. Se puede optar por muchas otras realizaciones, en función de que se decida, o no, modificar el orificio existente en la llanta metálica para permitir la incorporación de conductos de comunicación de otro tipo.
Descripción de los dibujos Las figuras 1A1-1 B3 muestran un corte transversal de los siguientes componentes que se encuentran desacoplados: la válvula, el adaptador y el conducto elástico separado en dos volúmenes estancos. En las figuras 1A1-1A3 se muestra la situación en la que la válvula se encuentra cerrada y en las figuras 1B1-1 B3 la situación en la que la válvula se encuentra completamente abierta.
Las figuras 2A-2B muestran un corte transversal de los siguientes componentes que se encuentran acoplados entre si: la válvula, el adaptador y el conducto elástico separado en dos volúmenes estancos. En la figura 2A se muestra la situación en la que la válvula se encuentra cerrada y en la figura 2B la situación en la que la válvula se encuentra completamente abierta.
La figura 3 muestra un corte transversal detallado de la válvula en posición de cierre.
La figura 4 muestra un corte transversal detallado de la válvula en posición de apertura.
Las figuras 5A-5C muestran un corte transversal y secciones de la válvula en los que se aprecian la separación estanca entre los dos volúmenes interiores en posición de cierre. La figuras 5B y 5C muestran una pluralidad de entrantes y una pluralidad de salientes situados en laterales de la primera cavidad, de la segunda cavidad, del separador de conexión/desconexión y de una pared interior de la válvula, así como la zona de conexión entre los medios de guiado y de separación de volúmenes con las paredes interiores de la válvula. Las secciones mostradas en las figuras 5B-5C se indican en la figura 5A con las líneas de corte 5B-5B, 5C-5C. Las figuras 6A-6B muestran un corte transversal y un dibujo de sección de la válvula en los que se aprecia la comunicación entre los dos volúmenes interiores en posición de apertura. Las figuras 7A-7C muestran un corte transversal, un dibujo de planta superior y otro inferior del adaptador.
Las figuras 8A-8B muestran un corte transversal, un dibujo de planta superior del conducto elástico separado en dos volúmenes estancos, así como un dibujo de sección.
La figura 9 muestra un corte transversal con la válvula integrada en la llanta del vehículo y un sistema externo de aire a presión acoplado. En esta figura se muestra la situación en la que se produce la entrada de aire a presión en la rueda.
La figura 10 muestra un corte transversal con la válvula integrada en la llanta del vehículo y un sistema externo de aire a presión acoplado. En esta figura se muestra la situación en la que se produce la salida de aire a presión de la rueda. La figura 1 muestra un corte transversal con la válvula integrada en la llanta del vehículo y un sistema externo de aire a presión acoplado. En esta figura se muestra la situación en la que se produce un intercambio de presión entre los dos volúmenes interiores hasta que los dos quedan al mismo nivel. Las figuras 12A-12B muestran un corte transversal y una vista lateral exterior de un neumático completo que incorpora la válvula de la invención.
La figura 13 muestra un corte de la cubierta, la válvula y la zona de contacto de la llanta en la que se aprecian los flujos de aire entre volúmenes.
La figura 14 muestra un corte en detalle de los dos conductos de la válvula de entrada y de su comunicación con los conductos por los que se redistribuye el aire en el neumático. La figura 15 muestra un corte transversal de la cámara y la válvula en el que se aprecian los flujos de aire entre volúmenes.
A continuación se listan los distintos componentes que aparecen en los dibujos:
1 - Cuerpo de válvula
1A - Primer extremo
1 B - Segundo extremo
1C - Canal de paso
1 D - Canal de comunicación
2 - Adaptador de la válvula al conducto elástico.
2A - Primera boca
2B - Segunda boca
21 - Primer conducto
215 - Segundo conducto
22a, 22b - Lengüetas
3 - Conducto elástico separado longitudinalmente en dos volúmenes.
31 - Primer subconducto
315 - Segundo subconducto
4 - Zona de contacto de la pieza longitudinal.
5 - Espacio interior a la boca de la válvula para la entrada o salida de aire.
6 - Topes para sujeción del muelle elástico.
7 - Rosca para la adaptación de la caperuza protectora de la válvula.
8 - Muelle longitudinal.
9 - Tornillo de sujeción del muelle a la pieza longitudinal.
10 - Pieza longitudinal.
11 - Pared del conducto exterior de la válvula.
12 - Tapa de apertura/cierre del canal de paso
13 - Pared interior de la válvula.
13A - Segundo entrante en la pared interior de la válvula.
13B - Segundo saliente de la pared interior de la válvula.
14 - Primera cavidad o volumen I del conducto interior.
15 - Segunda cavidad o volumen II del conducto interior.
16 - Medios de guiado para el desplazamiento de la pared de separación entre el Volumen I y el Volumen II. 16A - Espacio entre medios de guiado para guiar el desplazamiento del separador de conexión/desconexión.
17 - Pared de separación entre el Volumen I y el Volumen II del conducto interior de la válvula formada por un separador de conexión/desconexión del canal de comunicación. 17A - Primer entrante en el separador de conexión/desconexión.
17B - Primer saliente en el separador de conexión/desconexión.
172 - Elemento de apertura/cierre formado por la tapa de apertura/cierre y el separador de conexión/desconexión
18 - Apertura para la fijación del adaptador con el ángulo correcto.
19 - Superficie para la sujeción del adaptador.
21 - Medios de posicionamiento, saliente para la fijación del adaptador en la posición correcta
22 - Apertura para la fijación del tubo elástico en la posición correcta.
23 - Superficie dentada para fijación del adaptador a la válvula.
24 - Superficie dentada para fijación del adaptador al tubo elástico.
31 - Pared interior del tubo elástico que separa los dos volúmenes.
32 - Pared exterior del tubo elástico.
40 - Adaptador de sujeción al sistema externo de entrada o salida de aire a presión.
41 - Saliente del sistema externo de aire a presión para la apertura de la válvula.
42 - Placa móvil de sujeción del sistema externo de aire a presión.
43 - Palanca de apertura de la placa móvil de sujeción del sistema externo.
44 - Superficie dentada para fijación del conducto elástico del sistema externo.
45 - Espacio de entrada o salida de aire a presión del sistema de externo.
50 - Conducto elástico del sistema externo de entrada o salida de aire a presión.
60 - Llanta del vehículo.
61 - Primer compartimento o volumen interior principal para aire a presión.
62 - Segundo compartimento o volumen interior secundario para aire a presión.
63 - Superficie elástica de separación entre el volumen principal y los secundarios.
64 - Superficies semi-rígidas situadas entre los volúmenes interiores.
65 - Conducto de comunicación entre la válvula y los volúmenes interiores.
66 - Orificio en la superficie de separación entre el volumen principal y los secundarios.
67 - Superficie exterior de la cubierta del neumático con dibujos de agarre.
68 - Superficie lateral de la cubierta del neumático.
69 - Eje de giro.
70 - Superficie de la llanta para encastre de la cubierta del neumático. 71 - Orificio en la llanta para la válvula de inflado/desinflado.
72 - Orificios de comunicación entre los volúmenes interiores.
73 - Flujo de aire entre el interior y el exterior de la válvula.
74 - Flujo de aire entre el conducto superior de la válvula y el volumen principal.
75 - Flujo de aire entre los volúmenes interiores y el tubo que comunica con el conducto inferior de la válvula.
76 - Flujo de aire entre los conductos interiores.
77 - Estructura entrelazada metálica de refuerzo interior a la cubierta del neumático.
78 - Aire a presión entrante por el conducto superior de la válvula.
79 - Aire a presión entrante por el conducto inferior de la válvula.
80 - Tubo flexible de comunicación izquierdo entre el conducto inferior de la válvula y los volúmenes interiores secundarios.
81 - Conducto de comunicación entre la válvula, el tubo izquierdo y el tubo derecho.
82 - Tubo flexible de comunicación derecho entre el conducto inferior de la válvula y los volúmenes interiores secundarios.
83 - Orificio de comunicación entre el conducto superior de la válvula y el volumen principal.
84 - Superficie externa de la cubierta en comunicación con la llanta.
85 - Superficie interna de la cubierta en comunicación con el volumen principal.
90 - Cámara de aire (o de otro gas) para neumáticos con cámara.
91 - Conducto izquierdo de la válvula
92 - Conducto derecho de la válvula
93 - Tubo de comunicación entre la válvula y la cámara dividido en dos conductos longitudinales
94 - Primer compartimento o volumen estanco superior de la cámara
95 - Segundo compartimento o volumen estanco inferior de la cámara
96 - Tubo de comunicación entre el conducto derecho de la válvula y el compartimento o volumen estanco inferior de la cámara.
97 - Pared elástica de separación entre los compartimentos superior e inferior de la cámara.
98 - Flujo de aire entre el conducto izquierdo de la válvula y el compartimento o volumen superior de la cámara.
99 - Flujo de aire entre el conducto derecho de la válvula y el compartimento o volumen inferior de la cámara. Descripción de una realización preferida
Una realización se refiere a una válvula para neumático compartimentado. Se entiende en la invención por neumático compartimentado aquel neumático, tanto con o sin cámara, que comprende una pluralidad de volúmenes estancos en el interior. Estos compartimentos pueden ser varios volúmenes dentro del neumático sin cámara o varias cámaras dentro de una cubierta del neumático. En la posición de cierre de la válvula, los volúmenes estancos quedan aislados entre si. La válvula tiene un cuerpo (1) que cuenta con un primer extremo (1A) configurado para ser acoplado a medios de inflado/desinflado (50) del neumático compartimentado; un segundo extremo (1B), opuesto al primer extremo, configurado para ser acoplado a un conducto de inflado/desinflado (3) del neumático compartimentado; un canal de paso (1C) entre el primer extremo (1A) y el segundo extremo (1 B). La válvula comprende: a) al menos dos cavidades ubicadas en el interior del cuerpo (1) de la válvula:
a1) una primera cavidad (14) que comprende primeros medios de conexión (141) a un primer compartimento (61, 94) del neumático;
a2) una segunda cavidad (15) que comprende segundos medios de conexión (151) a un segundo compartimento (62, 95) del neumático;
b) un canal de comunicación (1 D) entre la primera cavidad (14) y la segunda cavidad (15);
c) un elemento de apertura/cierre (172) formado por:
d) un tapa de apertura/cierre (12) del canal de paso (1C);
c2) un separador de conexión/desconexión (17) del canal de comunicación (1D).
Las cavidades (14, 15) en el interior del cuerpo (1) de la válvula permiten conectar varios conductos (65, 93, 96) provenientes de varios volúmenes (61 , 62, 94, 95) en el neumático a través de un único orificio en la llanta, el que incorporan las llantas convencionales, sin necesidad de practicar un orificio en la llanta para conectar cada conducto (65, 93, 96) del neumático con cada cavidad (14,15) de la válvula. La invención es válida tanto para neumáticos sin cámara, por ejemplo los comunes en automóviles, como para neumáticos con cámara, por ejemplo los comunes en bicicletas. En otras palabras, la válvula de la invención permite combinar neumáticos compartimentados con llantas convencionales, las que son empleadas con neumáticos que tienen un único volumen o compartimento. Es decir, no es necesario fabricar un tipo de llanta específico para el caso de que el neumático que va a ser montado es compartimentado. El hecho de que la válvula permita que pueda emplearse una llanta universal para todo tipo de neumáticos comporta sustanciosos beneficios, no sólo económicos por el ahorro en la fabricación de una llanta considerablemente más compleja -varios orificios en vez de uno solo- sino también en los trabajos de montaje y posterior mantenimiento de la rueda. La simple operación de control de la presión del neumático con la válvula de la invención no requiere de ninguna actuación especial, siendo también compatible con los aparatos de inflado/desinflado de las estaciones de servicio. La invención presenta las ventajas de disponer de un neumático compartimentado en una llanta convencional, que puede ser inflado/desinflado con los aparatos comúnmente encontrados en las estaciones de servicio. Así, la combinación de la válvula y neumático de la invención evita todas las complicaciones sin resolver en el estado de la técnica.
Adicionalmente, emplear múltiples cavidades que forman subdivisiones en el interior de un único cilindro, permite maximizar el flujo de aire en relación al diámetro del tubo que pasa a través de este cilindro, ya que la única restricción al flujo general de aire viene dada por el tamaño de las paredes de separación que pueden ser de pequeño tamaño. Conforme a otras características de la invención: - el elemento de apertura/cierre (172) tiene un movimiento entre:
una posición abierta donde la primera cavidad (14) y la segunda cavidad (15) están comunicadas a una misma presión de forma simultánea;
una posición cerrada donde la primera cavidad (14) y la segunda cavidad (15) están aisladas entre sí.
- la tapa de apertura/cierre (12) y el separador de conexión/desconexión (17) son desplazados simultáneamente entre la posición abierta y la posición cerrada en un movimiento axial longitudinal; - La válvula comprende medios de guiado (16) que definen una carrera de apertura/cierre del separador de conexión/desconexión (17) entre la posición abierta y la posición cerrada;
- El separador de conexión/desconexión (17) comprende un primer entrante (17A) y un primer saliente (17B) situado en una zona de contacto entre el separador de conexión/desconexión (17) y una pared de la primera cavidad (14) y de la segunda cavidad (15).
- Una pared interior de la válvula (13) comprende un segundo entrante (13A) y un segundo saliente (13B) situado en una zona de cierre entre la pared interior de la válvula (13) y los medios de guiado (16).
- La válvula comprende un adaptador (2) que comprende:
a) una primera boca (2A) a ser acoplada al segundo extremo (1 B) formando una unión primera boca (2A)-segundo extremo (1 B);
b) una segunda boca (2B), opuesta a la primera boca, a ser acoplada a un conducto de inflado/desinflado (3) del neumático;
c) un primer conducto (214) a ser acoplado a la primera cavidad (14) ;
d) un segundo conducto (215) a ser acoplado a la segunda cavidad (15);
e) medios de posicionamiento (21) que determinan una posición de acople entre el cuerpo (1) y el adaptador (2) donde el acoplamiento primer conducto (214)-primera cavidad (14) y el acoplamiento segundo conducto (215-segunda cavidad (15) permiten un paso de gas sin pérdidas en la unión primera boca (2A)-segundo extremo (1 B);
- El adaptador (2) comprende una pluralidad de lengüetas (22a, 22b) situadas en laterales de paredes internas del adaptador (2), definiendo dichas lengüetas (22a, 22b) medios de conexión con una pared interior (31 ) del conducto de inflado/desinflado (3) de acuerdo con una posición de conexión predeterminada;
- La válvula comprende un mecanismo elástico (8, 9) configurado para permitir una apertura de la válvula aplicando presión sobre un cabezal de contacto (4);
- Un segundo aspecto de la invención se refiere a un neumático compartimentado que comprende una válvula como la definida más arriba.
Conforme a otras características de la invención:
- El neumático compartimentado comprende una pluralidad de conductos de entrada y salida de gases (80, 83, 93, 96): que comunican el primer compartimento (61 , 94) y el segundo compartimento (62,
95) con un exterior a través de la válvula;
dispuestos paralelamente entre sí en una zona exterior a una llanta (60). - El neumático compartimentado comprende un conducto de inflado/desinflado (3) que comprende los conductos de entrada y salida de gases (80, 83, 93, 96) en una zona exterior a la llanta (60).
- El neumático compartimentado está seleccionado entre un neumático sin cámara y un neumático con cámara.
A continuación se describe una realización preferida de la invención. En ella, se utiliza una válvula compatible, tanto con los diseños actuales de llantas, como con los sistemas existentes para la introducción o extracción de aire a presión en las ruedas. Tal y como se muestra en las figuras 1A1-2B3, se ha separado el cuerpo de la válvula propiamente dicha (1) del adaptador (2) que pone en comunicación ésta con el conducto elástico de entrada y salida de aire de la rueda (3).
En esta realización preferida, se ha elegido una rueda que cuenta con dos volúmenes de aire independientes. La entrada y salida de aire de la rueda se realiza a través de un conducto elástico dividido longitudinalmente en dos volúmenes independientes, tal y como se muestra en las figuras 8A-8B. De este modo, la válvula descrita en este apartado está dividida, en su parte interior, en dos compartimentos separados que se comunican con cada uno de los dos volúmenes del conducto. En las figuras 9, 10 y 11 se puede observar el esquema de funcionamiento del sistema completo en distintas situaciones de inflado o desinflado del neumático.
El la figura 3 se muestran de forma detallada los componentes de esta válvula. En ella, una pieza longitudinal (10) está anclada al extremo de un mecanismo elástico (8) mediante un tornillo de sujeción (9). Esta pieza longitudinal es solidaria con una tapa (12) y un panel (17) que se desplaza en contacto con la cara interior de la guía (13), dividiendo la misma en dos volúmenes simétricos (14 y 15). El desplazamiento del panel se realiza a través de un hueco existente en la pared central de la parte inferior de la válvula (16) y de dos pequeñas ranuras laterales. Asimismo, el mecanismo elástico (8) está sujeto a la pared del conducto de entrada de la válvula (1 ), por el otro extremo, mediante dos anclajes (6). Por otro lado, la válvula cuenta con una rosca (7) para acoplar una caperuza protectora. Esta rosca es similar a las utilizadas en la actualidad por este tipo de válvulas.
En la figura 4 se muestra como, al realizar una presión sobre la cabeza de contacto (4) de la pieza longitudinal (10), ésta se desplaza hacia el interior de la válvula, moviendo la tapa (12) y permitiendo que los volúmenes exterior (5) e interiores (14 y 15) entren en comunicación entre si.
El efecto de la apertura de la tapa de la válvula se puede apreciar de forma más explícita en las figuras 5A-6B. En estas figuras se ha realizado un dibujo de sección a una misma altura en condiciones de apertura y cierre.
De este modo, en las figuras 5A-5B (válvula cerrada) se observa como los volúmenes interiores (14 y 15) quedan confinados en los espacios definidos por la pared inferior de la válvula (13) y por el panel (17), conformando dos compartimentos sin comunicación.
En las figuras 6A-6B (válvula abierta) se observa como los volúmenes interiores (14 y 15) se encuentran en comunicación, ya que la pieza longitudinal (10) no abarca la totalidad del espacio interior a la pared inferior (13).
A diferencia de los dispositivos actuales, la fijación de la válvula (1 ) al conducto elástico (3) tiene una posición privilegiada que viene marcada por el plano que contiene la pared interior de separación de volúmenes del tubo (31) y por el plano de desplazamiento del panel en la válvula (17), que han de coincidir. Por este motivo, y por la necesidad de tener un acceso sencillo para anclar longitudinalmente la pared interior del conducto elástico al dispositivo, se ha elegido la utilización de un adaptador (2).
En las figuras 7A-7C se muestra el adaptador, que comprende una primera superficie dentada (23) para su fijación a la válvula y una segunda superficie dentada (24) para su fijación al conducto elástico. Asimismo, posee un entrante longitudinal (22) donde se fija la pared de separación del conducto elástico y un saliente longitudinal (21), paralelo al anterior, que posibilita su correcta fijación a la válvula. En la figura 9 se observa el esquema del sistema completo en la situación en la que se realiza la introducción de aire a presión en la rueda (inflado) mediante la utilización de un sistema externo de inflado y desinflado (40). En esta figura, el aire introducido por el sistema de inflado de aire a presión atraviesa el conducto elástico de dicho sistema (50), hasta alcanzar el interior del adaptador (40). La tapa de la válvula se halla abierta debido al efecto de la presión del saliente (41) sobre la pieza longitudinal (10). De este modo, el aire bombeado por el sistema, al encontrarse a una presión superior al aire existente en el interior de la rueda, circula por cada uno de los dos volúmenes (14 y.15), hacia el interior de la misma, atravesando la válvula (1), el adaptador (2) y el conducto elástico del neumático (3). Hay que resaltar que las llantas actuales (60), cuentan, en su parte externa con un orificio cilindrico de dimensiones prefijadas para poder introducir el conducto elástico que comunica el neumático con la válvula de cierre.
En la figura 10 se muestra un esquema similar al de la figura 9, procediéndose, en este caso, a la reducción de la presión interior del neumático mediante la extracción de aire hacia el exterior (desinflado). En este caso el aire que se encuentra en el conducto del sistema de inflado o desinflado se halla, inicialmente, a una presión menor.
En la figura 11 , se muestra un esquema similar al de las figuras 9 y 10, en la situación en la que el sistema de inflado o desinflado cumple únicamente la función de apertura de la tapa de la válvula permitiéndose la libre circulación de aire entre los dos volúmenes (14 y 15) hasta que se iguala la presión entre ambos.
A continuación se describe una aplicación más detallada de esta realización preferida de la invención. En ella, tal y como se muestra en las figuras 12, 13 y 14, se utiliza un neumático constituido por una cubierta exterior reforzada, similar a las de los neumáticos existentes en la actualidad, que cuenta con una pared estanca de separación entre el volumen principal y los volúmenes secundarios, fijándose esta pared mediante una serie de superficies semi-rígidas perpendiculares a la cubierta exterior y paralelas entre si, y que cuentan con orificios que comunican entre si los volúmenes secundarios. Asimismo, se ha utilizado una válvula de entrada de dos conductos. Mediante la utilización de esta válvula se introduce aire a una misma presión por dos conductos independientes, uno de los cuales conecta directamente con el volumen principal, y el otro con dos tubos que alcanzan los extremos de los volúmenes secundarios. De este modo, se consigue llenar tanto el volumen principal de la cubierta como los volúmenes secundarios a una misma presión inicial. Los volúmenes secundarios están comunicados entre si, manteniéndose completamente aislados del volumen principal, de modo que, en caso de producirse una fuga de aire en el volumen principal o en cualquiera de los volúmenes secundarios, esta disminución de presión afectará únicamente a uno de los dos sistemas.
Una vez que se ha producido una diferencia de presión entre el volumen principal y los volúmenes secundarios, el aire contenido en los dos espacios no volverá a estar sometido a la misma presión hasta que se solvente esta diferencia mediante la nueva introducción de aire a través de la válvula.
De este modo, en caso de que se produzca una incisión en la cubierta debido al desgaste de la superficie de contacto de la misma, o debido a la presencia de algún objeto punzante en la calzada, está rotura de la pared estanca se producirá generalmente en la superficie exterior que rodea los volúmenes secundarios. En este caso la presión interior del volumen principal no se verá afectada. Esta circunstancia unida a la presencia de los elementos semi-rígidos de contacto entre la superficie exterior y la pared de separación, hacen que, en este caso, el diámetro efectivo del neumático se vea reducido únicamente en varios centímetros, evitando una pérdida de control del vehículo en caso de rotura de la superficie exterior de la cubierta.
Adicionalmente, hay que considerar que la inclusión de los elementos semi-rígidos, como una pared horizontal de separación entre volúmenes (el volumen principal y los volúmenes secundarios), contribuye a que el neumático sufra un grado de deformación menor en relación a su simetría vertical durante la circulación en las curvas, proporcionando mayor estabilidad y adherencia al vehículo que un neumático tradicional.
Para finalizar, en la figura 15 se muestra una aplicación de la válvula objeto de la invención a una cámara de aire o de gas a presión de un neumático con cámara similar a los utilizados en bicicletas, ciclomotores y motocicletas. En este caso, y al igual que en la configuración del neumático descrito anteriormente, la cámara cuenta con dos compartimentos o volúmenes estancos (principal o superior y secundario o inferior) que se comunican con la válvula a través de un tubo dividido longitudinalmente en dos conductos independientes. De este modo, se permite, también, el inflado y desinflado simultáneo a una misma presión y el mantenimiento de un diámetro efectivo en caso de rotura de la cubierta de la cámara en contacto con el volumen inferior que evite la pérdida de control del vehículo.

Claims

REIVINDICACIONES
1. Válvula para neumático compartimentado, donde dicha válvula tiene un cuerpo (1) que cuenta con un primer extremo (1A) configurado para ser acoplado a medios de inflado/desinflado (50) del neumático compartimentado; un segundo extremo (1 B), opuesto al primer extremo, configurado para ser acoplado a un conducto de inflado/desinflado (3) del neumático compartimentado; un canal de paso (1C) entre el primer extremo (1A) y el segundo extremo (1 B), caracterizada por que comprende: a) al menos dos cavidades ubicadas en el interior del cuerpo (1) de la válvula:
a1) una primera cavidad (14) que comprende primeros medios de conexión (141) a un primer compartimento (61 , 94) del neumático;
a2) una segunda cavidad (15) que comprende segundos medios de conexión (151) a un segundo compartimento (62, 95) del neumático;
b) un canal de comunicación (1 D) entre la primera cavidad (14) y la segunda cavidad (15);
c) un elemento de apertura/cierre (172) formado por:
c1) una tapa de apertura/cierre (12) del canal de paso (1C);
c2) un separador de conexión/desconexión (17) del canal de comunicación (1D).
2. Válvula según la reivindicación 1 caracterizada por que el elemento de apertura/cierre (172) tiene un movimiento entre:
una posición abierta donde la primera cavidad (14) y la segunda cavidad (15) están comunicadas a una misma presión de forma simultánea;
una posición cerrada donde la primera cavidad (14) y la segunda cavidad (15) están aisladas entre sí.
3. Válvula según la reivindicación 1 caracterizada por que la tapa de apertura/cierre (12) y el separador de conexión/desconexión (17) son desplazados simultáneamente entre la posición abierta y la posición cerrada en un movimiento axial longitudinal.
4. Válvula según la reivindicación 1 caracterizada por que comprende medios de guiado (16) que definen una carrera de apertura/cierre del separador de conexión/desconexión (17) entre la posición abierta y la posición cerrada.
5. Válvula según la reivindicación 4 caracterizada por que el separador de conexión/desconexión (17) comprende un primer entrante (17A) y un primer saliente (17B) situado en una zona de contacto entre el separador de conexión/desconexión (17) y una pared de la primera cavidad (14) y de la segunda cavidad (15).
6. Válvula según la reivindicación 1 caracterizada por que una pared interior de la válvula (13) comprende un segundo entrante (13A) y un segundo saliente (13B) situado en una zona de cierre entre la pared interior de la válvula (13) y los medios de guiado (16).
7. Válvula según la reivindicación 1 caracterizada por que comprende un adaptador (2) que comprende:
a) una primera boca (2A) a ser acoplada al segundo extremo (1 B) formando una unión primera boca (2A)-segundo extremo (1 B);
b) una segunda boca (2B), opuesta a la primera boca, a ser acoplada a un conducto de inflado/desinflado (3) del neumático;
c) un primer conducto (214) a ser acoplado a la primera cavidad (14) ;
d) un segundo conducto (215) a ser acoplado a la segunda cavidad (15);
e) medios de posicionamiento (21) que determinan una posición de acople entre el cuerpo (1) y el adaptador (2) donde el acoplamiento primer conducto (214)-primera cavidad (14) y el acoplamiento segundo conducto (215)-segunda cavidad (15) permiten un paso de gas sin pérdidas en la unión primera boca (2A)-segundo extremo (1 B).
8. Válvula según la reivindicación 7 caracterizada por que el adaptador (2) comprende una pluralidad de lengüetas (22a, 22b) situadas en laterales de paredes internas del adaptador (2), definiendo dichas lengüetas (22a, 22b) medios de conexión con una pared interior (31) del conducto de inflado/desinflado (3) de acuerdo con una posición de conexión predeterminada.
9. Válvula según la reivindicación 1 caracterizada por que comprende un mecanismo elástico (8, 9) configurado para permitir una apertura de la válvula aplicando presión sobre un cabezal de contacto (4).
10. Un neumático compartimentado que comprende una válvula como la definida en las reivindicaciones anteriores.
11. Un neumático compartimentado según la reivindicación 10 caracterizado por que comprende una pluralidad de conductos de entrada y salida de gases (80, 83, 93, 96): que comunican el primer compartimento (61 , 94) y el segundo compartimento (62, 95) con un exterior a través de la válvula;
dispuestos paralelamente entre sí en una zona exterior a una llanta (60).
12. Un neumático compartimentado según la reivindicación 12 caracterizado por que comprende un conducto de inflado/desinflado (3) que comprende los conductos de entrada y salida de gases (80, 83, 93, 96) en una zona exterior a la llanta (60).
13. Un neumático compartimentado según la reivindicación 10 caracterizado por que está seleccionado entre un neumático sin cámara y un neumático con cámara.
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