ES2310568T3 - Dispositivo de control de la presion de los neumaticos. - Google Patents
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Abstract
Un dispositivo para controlar la presión de un neumático, comprendiendo dicho dispositivo de control una carcasa acoplada con una válvula (22) de neumático; comprendiendo dicha carcasa: una primera cámara de contra presión (21), una segunda cámara de presión principal (34) y una membrana flexible (36), donde la primera y segunda cámaras de presión están separadas por una membrana flexible; una pila (27); y un medio de señalización conectado a un cuadro de circuito impreso (29) ubicado dentro de dicha carcasa, emitiendo este medio de señalización una señal de aviso cuando la presión dentro de la primera cámara de contra presión (21) es mayor que la presión dentro de la segunda cámara de presión principal; caracterizado porque dicha carcasa comprende, además: una lente (24), una carcasa principal (26) y una carcasa inferior (28), donde dicha lente está acoplada con un primer extremo de dicha carcasa principal; y dicha carcasa inferior está acoplada a un segundo extremo de dicha carcasa principal; y porque el medio de señalización (23) comprende un diodo de emisión de luz (LED).
Description
Dispositivo de control de la presión de los
neumáticos.
La presente invención se refiere, en particular,
a dispositivos conectados a los vástagos de válvulas de neumático
para controlar la presión del neumático.
Uno de los problemas más comunes relacionados
con los neumáticos es que no estén lo suficientemente inflados.
Generalmente, los neumáticos se inflan durante la instalación y ya
no se vuelven a revisar. A pesar de los avisos en los manuales de
los propietarios del vehículo, muy poca gente comprueba la presión
de los neumáticos con regularidad. El hecho de conducir con la
presión de los neumáticos demasiado baja no sólo afectará de forma
negativa a las características de manejo del vehículo, sino que
puede contribuir también a la separación de la banda de rodadura
del neumático. En los últimos tiempos, más de cien personas han
muerto en los Estados Unidos a causa de vuelcos de vehículos
directamente relacionados con separaciones de la banda de rodadura
del neumático. Por lo tanto, no se puede dejar de recalcar la
importancia de mantener la presión adecuada en los neumáticos. No se
puede conseguir una máxima eficiencia de combustible a menos que la
presión del neumático sea la adecuada, y un neumático poco inflado
no puede pasar la inspección de garantía en cuanto a
kilometraje.
Con la llegada de una gran variedad de
neumáticos de automóvil, la presión de aire a utilizar que se
recomienda en la actualidad varía en gran medida. Por ejemplo, hay
muchos automóviles que necesitan distinta presión en los neumáticos
delanteros y en los traseros. Además, hay muchos vehículos
industriales que necesitan una presión mucho más alta o mucho más
baja que la utilizada normalmente en los neumáticos de automóviles.
Como consecuencia, una vez que el dueño del vehículo ha inflado los
neumáticos con la presión adecuada, el usuario debe mantenerse al
tanto de la presión correcta en cada neumático. Después de conducir
con los neumáticos durante un tiempo, el usuario debe ser capaz de
determinar cuándo la presión del neumático ha cambiado lo
suficiente como para que sea necesario añadir más aire. Se conoce un
dispositivo para controlar la presión del neumático de acuerdo con
el preámbulo de la reivindicación 1 a partir de la patente número
5.040.562 de los EE.UU.
La presente invención se refiere a un
dispositivo para controlar la presión del neumático conectado a un
vástago de válvula de neumático. El dispositivo para controlar la
presión del neumático avisa al conductor cuando la presión del
neumático está por debajo de una cantidad predeterminada con
relación a la presión inicial del neumático.
En algunas formas de realización de la
invención, un dispositivo para controlar la presión del neumático
instalado en un vástago de válvula de neumático reacciona ante una
disminución de presión de aire del neumático. Por ejemplo, el
dispositivo puede indicar de forma visual, auditiva,
electromagnética u otros medios que la presión del neumático ha
sufrido una disminución de al menos una cantidad predeterminada con
relación a la presión inicial del neumático. Preferiblemente, el
dispositivo es compacto y no afecta de manera adversa al balance
del neumático. En una de las formas de realización, el dispositivo
para controlar la presión del neumático no utiliza o se basa en
partes mecánicas en movimiento, con la excepción del movimiento de
una membrana flexible. Como consecuencia, en una forma de
realización preferida de la invención, las fuerzas centrífugas,
tierra, basura y otros peligros de la carretera no afectan de manera
adversa a la operación o precisión del dispositivo.
En una forma de realización ejemplar de la
invención, el dispositivo para controlar la presión del neumático
incluye una carcasa conectada a un vástago de válvula de neumático.
La carcasa incluye dos cámaras de presión separadas por una
membrana flexible. Cuando el dispositivo se conecta por primera vez
a la válvula de neumático, una primera cámara de presión se
presuriza con la presión de aire del neumático. Después, se cierra
la primera cámara y el dispositivo para controlar la presión del
neumático está ahora calibrado. La segunda cámara de presión
también se presuriza con aire del neumático, pero la segunda cámara
está en constante comunicación de presión de aire con el neumático.
Por lo tanto, cuando disminuye la presión del neumático, baja al
mismo tiempo la presión en la segunda cámara. Cuando la presión de
aire dentro de la segunda cámara es menor que la presión de aire
dentro de la primera cámara de acuerdo con una diferencia de presión
predeterminada, un medio de señal avisa al conductor de que la
presión del neumático es baja.
La presente invención se refiere también a
métodos de uso de un dispositivo para controlar la presión del
neumático. De acuerdo con uno de dichos métodos, el dispositivo se
conecta a una válvula de neumático y después se calibra. El
dispositivo conectado controla la diferencia de presión entre la
presión de aire dentro del dispositivo y la presión de aire real
del neumático. Se emite una señal de aviso cuando la diferencia de
presión sobrepasa una diferencia de presión predeterminada. La señal
de aviso puede ser una señal óptica, como una luz constante o
intermitente; una señal de audio, como un timbre o pitido; una señal
electromagnética, como una retransmisión o una señal analógica o
digital transmitida; una señal eléctrica que cause un visual en el
dispositivo o en algún otro lugar para mostrar un mensaje pertinente
al cambio de presión del neumático; o cualquier otro tipo de señal
de aviso de baja presión.
La figura 1 es una vista en perspectiva del
dispositivo para controlar la presión del neumático de la presente
invención colocado en un neumático;
Las figuras 2A-B son vistas en
perspectiva del dispositivo para controlar la presión del
neumático;
La figura 3 es una vista en perspectiva ampliada
del dispositivo para controlar la presión del neumático de las
figuras 2A-B;
La figura 4 es una vista de la sección
transversal de la figura 3 del dispositivo para controlar la
presión del neumático;
La figura 5 es una vista de la sección
transversal del dispositivo para controlar la presión del neumático
donde la membrana flexible entra en contacto con la pila;
La figura 6A es una vista superior del cuadro de
cuadro de circuito impreso instalado en el dispositivo para
controlar la presión del neumático de la presente invención;
La figura 6B es una vista inferior del cuadro de
cuadro de circuito impreso de la figura 6A; y
La figura 7 es una vista de la sección
transversal de una forma de realización alternativa del dispositivo
para controlar la presión del neumático de la presente
invención.
La presente invención se refiere a un
dispositivo para controlar la presión del neumático conectado a un
vástago de válvula y a métodos para utilizar el dispositivo. El
dispositivo para controlar la presión del neumático reacciona ante
una disminución de presión predeterminada, por ejemplo, por medio de
una señal visual, auditiva, eléctrica, electromagnética u otro tipo
de señal como respuesta a la disminución de presión.
Volviendo ahora a la figura 1, se muestra una
forma de realización alternativa del dispositivo para controlar la
presión del neumático 20, colocada en el vástago de válvula 22 de un
neumático. El dispositivo para controlar la presión del neumático 20
comprende una lente 24, una estructura principal 26 y una estructura
inferior 28, tal y como se muestra en las figuras
2-4. La lente 24, por lo general, se fabrica con un
material plástico como, pero sin limitarse a acrílico, policarbonato
y materiales de ese tipo. La lente 24 tiene forma cilíndrica, con la
parte superior en punta, tal y como se muestra en la figura 2. En
formas de realización alternativas, la lente puede ser abovedada o
de forma generalmente cilíndrica.
La lente cierra la parte superior del
dispositivo 20 y define una cámara de contra presión 21 con un
volumen de aire Vi y una presión P1. Este volumen de aire Vi es
importante porque hace falta que exista un volumen de aire
suficiente (y a la vez suficiente presión de aire) para mover una
membrana flexible 36. La lente 24 también incluye una brida
superior a rosca 30, una brida de retención de juntas 32 y un receso
anular 34. La lente 24 está conectada a la estructura principal 26
mediante un tornillo a rosca 25. La brida de retención 32 y el
receso anular 34 se encuentran en el borde inferior de la lente. La
brida de retención de juntas 32 y el receso 34 están adaptados a la
posición y mantienen el Sellado 38 alrededor del perímetro del
dispositivo 20.
En una forma de realización ejemplar, el sellado
38 puede estar fabricado con un material de goma conductora, lo que
proporciona una ruta alternativa para que la carga positiva viaje
hacia la parte superior del cuadro de cuadro de circuito impreso. Es
decir, la carga positiva puede migrar desde la terminal positiva de
la pila a través de la carcasa principal hacia la terminal positiva
del LED mediante el canal 90 del cuadro de cuadro de circuito
impreso o a través del sellado conductor 38 hacia la terminal
positiva del LED.
La figura 4 muestra la estructura principal 26
del dispositivo para controlar la presión del neumático 20. La
estructura principal 26 es generalmente una estructura de forma
cilíndrica adaptada para contener un cuadro de circuito impreso
(PC) 29 y al menos una pila 27. Tal y como se muestra en la FIGURA
4, la carcasa principal está adaptada para contener dos pilas. Los
técnicos en la materia se percatarán de que la estructura principal
26 se puede adaptar al tamaño y número de pilas utilizadas en el
dispositivo de control 20. En una forma de realización ejemplar, la
estructura principal está hecha de aluminio. Sin embargo, en formas
de realización alternativas de la presente invención, la estructura
principal puede fabricarse con otros metales o plástico. En
aquellas formas de realización donde la estructura principal es de
plástico, los técnicos en la materia se percatarán de que es
necesario contar con conductores de plomo en la superficie interior
de la estructura principal para poder completar un circuito
eléctrico.
La parte exterior de la estructura principal 26
tiene roscas 40 ubicadas en la parte superior de la carcasa 26 y
adaptadas para emparejarse con las roscas del tornillo a rosca 25.
Las roscas 40 pueden proporcionarse de forma opcional con un
adhesivo activado a presión y/o con calor, conocido en el sector por
su capacidad para asegurar roscas. Un adhesivo apropiado se puede
conseguir de Loctite Americas, Rocky Hill, Connecticut. El
adhesivo sella la cámara de contra presión y evita que la tierra y
la basura dañen los componentes internos del dispositivo. Además,
hay una arista anular 42 en la parte superior de la estructura
principal 26 que recibe el cuadro de circuito impreso (PC) 44. La
estructura principal también incluye un receso anular 48 adaptado
para recibir una arandela no conductora 50.
La arandela 50 es un disco circular con una
abertura 52 bastante centrada en la arandela. Tal y como se muestra
en las figuras 4 y 5, una superficie 54 de la arandela tiene forma
similar a la membrana flexible 36 en posición extendida. Mediante
el trazado del contorno de la superficie de la arandela 54 como la
membrana flexible 36, la membrana 36 tiene menos probabilidades de
sufrir daños o deformarse porque la superficie de la arandela evita
que la membrana flexible 36 se extienda más de la cuenta. La segunda
superficie 56 de la arandela 50 es bastante plana y evita que la
pila 27 esté en contacto continuo con la membrana flexible 36.
Además, la arandela 56 asegura una distancia consistente entre la
membrana flexible 36 y la terminal negativa de la pila 27. Para
compensar los distintos tamaños de las pilas, un miembro parcial (no
mostrado) como, pero sin limitarse a un muelle o arandela, puede
colocarse debajo de la segunda pila 27 para asegurar que la parte
superior de la pila encaje con la segunda superficie 56 de la
arandela 50.
La carcasa principal incluye además un receso 58
dentro del lumen interior de la carcasa. El receso 58 está adaptado
para recibir una tira de material no conductor como, pero sin
limitarse a plástico o fibra sintética. La ubicación del receso 48
corresponde a la posición de la primera pila 27 al ser introducida
en la carcasa principal 26. El material plástico aísla una parte de
la carcasa principal 26 para evitar un cortocircuito si la primera
pila 27 hiciera contacto con la carcasa principal. En una forma de
realización alternativa de la presente invención, la circunferencia
de la primera pila 27 se puede cubrir con un material aislante para
eliminar así la necesidad de un receso 58 dentro de la carcasa
principal 26. En otra forma de realización de la presente invención
se puede usar una única pila de 3.0V para eliminar así la necesidad
de un conjunto de pilas. Por lo tanto, en esta forma de realización,
se elimina la necesidad de un receso y un material aislante.
La carcasa principal 26 está provista también
con al menos un canal 46 ubicado alrededor de la circunferencia de
la estructura principal 26. Tal y como se muestra en las figuras
3-4, la carcasa principal comprende dos canales 46.
Los canales 46 permiten que entre el aire desde la carcasa principal
hasta la cámara de contra presión 21 cuando el tornillo a rosca no
está ajustado. Sin embargo, a medida que se ajusta el tornillo a
rosca 25, la lente 24 y el sellado 38 son empujados hacia la carcasa
principal 26 cerrando así los canales 46.
La parte inferior de la carcasa principal 26
está provista con roscas 60 en la superficie interior de la carcasa
principal 26 que encajan con las roscas ubicadas en la superficie
exterior de la carcasa inferior 28. Las roscas 60 pueden estar
provistas, de forma opcional, con un adhesivo activado a presión y/o
con calor. El adhesivo asegura que la carcasa principal 26 y la
carcasa inferior 28 estén completamente unidas para evitar que el
aire salga de la carcasa principal. Además, la carcasa inferior 28
incluye un receso 72 ubicado en la superficie exterior de la
carcasa inferior 28. El receso 72 está adaptado para recibir un
sellado 74, junta o cualquier otro medio de cierre. El sellado 74
actúa como sellado entre la carcasa principal 26 y la carcasa
inferior 28 evitando así que salga el aire de la carcasa principal
26 cuando el dispositivo está conectado al vástago de neumático.
La carcasa inferior 28 incluye una parte
superior 64 sustancialmente circular con una estructura generalmente
cilíndrica. El lumen de la estructura cilíndrica está dotado de una
pared interna roscada 66. Las roscas de la pared interna 66 están
adaptadas para encajar con las roscas estándar de
5/16''-32 por pulgada de rosca que se encuentran en
la mayoría de los vástagos de neumático. La parte circular superior
de la carcasa inferior incluye al menos un canal 68 que comunica el
lumen de la carcasa principal 26 con el lumen de la carcasa inferior
28. La parte circular superior 65 también incluye una clavija para
la apertura del vástago 70. La clavija para la apertura del vástago
70 está adaptada para encajar y presionar una válvula de aguja de
neumático (no mostrada) cuando el dispositivo para controlar la
presión del neumático 20 se conecta al vástago de la válvula de
neumático. Además, se puede colocar un método de sellado adicional
76 como, pero sin limitarse a un sellado o junta, dentro del lumen
de la carcasa inferior 28 para evitar que el aire salga de la
carcasa inferior cuando el dispositivo 20 está conectado al vástago
de neumático.
Además, se puede incluir por lo menos un
orificio roscado 78 en la carcasa inferior 28 tal y como se muestra
en las figuras 2-4. El orificio 78 se extiende a
través de la pared de la carcasa inferior 28 y es sustancialmente
perpendicular al lumen interior de la carcasa inferior. Se puede
introducir un tornillo 79 en el orificio 78 para evitar que el
dispositivo 20 se desprenda de la válvula de neumático. En una forma
de realización ejemplar, el tornillo 79 puede estar hecho de fibra
sintética para evitar que las roscas del vástago de válvula de
neumático sufran daños. Sin embargo, los técnicos en la materia se
percatarán de que el tornillo 79 puede fabricarse con una multitud
de materiales como, pero sin limitarse a plástico, cerámica de alta
resistencia o metales.
Volviendo a la figura 4, la carcasa inferior 28
cuenta en su interior con una clavija para la apertura del vástago
70. La clavija para la apertura del vástago 70 contiene una
estructura cilíndrica 80 y por lo menos un canal 82 ubicado dentro
de la estructura. Las figuras 4-5 muestran la
clavija para la apertura del vástago con dos canales 82. Los
canales 82 están comunicados por un conducto anular 84 formado
alrededor de la circunferencia de la clavija 70. Gracias al
conducto anular 84, el proceso de fabricación se simplifica porque
el conducto anular elimina la necesidad de alinear el canal 82 con
el canal 68 ubicado en la parte circular superior de la carcasa
inferior 28. En una forma de realización alternativa, la carcasa
inferior y la cámara de presión principal están comunicadas entre sí
mediante un orificio a través de la parte circular superior de la
carcasa inferior.
Las figuras 6A-B muestran una
forma de realización ejemplar del cuadro de circuito impreso 29 de
la presente invención. El cuadro de circuito impreso (PC) 29
contiene el sistema de circuitos eléctricos asociados con el
control de la duración y frecuencia de la intermitencia del LED. El
anillo exterior 86 del cuadro de circuito impreso (PC) 29 está
conectado a la terminal positiva de las pilas mediante la carcasa
principal 26 del dispositivo. La carcasa principal 26 está hecha de
aluminio y la carga positiva de la pila hace contacto con la parte
inferior 88 del cuadro de circuito impreso (PC) 29. La carga
positiva de la pila viaja a la terminal positiva 33 del LED,
ubicado en la parte superior del cuadro de circuito impreso (PC),
por medio de un agujero 90 situado en la periferia del cuadro de
circuito impreso (PC) 29. El agujero 90 puede estar revestido con
material conductor o el material conductor puede llenar el agujero
90 para llevar la carga positiva. De forma alternativa, la carga
positiva puede llegar a la parte superior del cuadro de circuito
impreso (PC) 29 viajando a través del sellado conductor.
El cuadro de circuito impreso (PC) 29 incluye,
además, un canal 92 revestido con un material conductor. El canal 92
lleva la carga negativa desde la parte inferior del cuadro de
circuito impreso (PC) hasta la parte superior del cuadro de circuito
impreso (PC) y después hasta la terminal negativa 35 del LED. El
canal 92 actúa asimismo como un conducto entre la cámara de contra
presión y el espacio entre la parte inferior del cuadro de circuito
impreso (PC) 29 y la membrana flexible 36. El espacio pasa a formar
parte de la cámara de contra presión.
Tal y como se muestra en las figuras
6A-B, el cuadro de circuito impreso (PC) 29 incluye
también con un chip de circuito integrado (no mostrado) instalado
en un área de contacto 31 del cuadro de circuito impreso. El chip
de circuito integrado controla la frecuencia de los destellos de luz
del LED (no mostrado). Se está considerando que el chip de circuito
integrado funcione en un rango entre 1.0 Hz y 0.5 Hz, que se traduce
en una duración de 1 a 2 segundos, respectivamente, entre
destellos. Los técnicos en la materia se percatarán de que la
frecuencia del chip de circuito integrado puede adaptarse a
frecuencias fuera de los rangos mencionados. Además, el chip de
circuito integrado está diseñado para mantener el LED encendido
durante 0.125 segundos. Sin embargo, los técnicos en la materia se
percatarán de que la duración del LED puede ser mayor o menor que
0.125 segundos. Los técnicos en la materia se percatarán de que un
sistema de circuitos y electrónica distintos harán posible que el
dispositivo 20 transmita diferentes tipos de señales como, pero sin
limitarse a sonido, señal de frecuencia de radio (RF), señal de
infrarrojo (IR) o una combinación de todas ellas. En las formas de
realización donde se transmite una señal RF o IR, se puede dotar al
vehículo o llavero de un receptor remoto en su interior para avisar
al conductor de que la presión del neumático en una rueda específica
es baja.
Volviendo a la figura 4, el cuadro de circuito
impreso (PC) 29 está situado dentro del dispositivo para controlar
la presión del neumático 20 a lo largo de la arista anular 42 de la
carcasa principal 26. Una membrana flexible 36 está soldada al
cuadro de circuito impreso (PC) 29. En una forma de realización
ejemplar, la membrana flexible 36 está fabricada con una aleación
de berilio-cobre. Sin embargo, los técnicos en la
materia se percatarán de que la membrana flexible 36 puede
fabricarse con una multitud de metales como, pero sin limitarse a
bronce u otros metales. Adicionalmente, se está considerando
fabricar la membrana flexible 36 con otras sustancias conductoras
como, pero sin limitarse a goma conductora. La membrana flexible 36
tiene un espesor de aproximadamente 0.001 pulgadas cuando está hecha
de aleación semi-dura de
berilio-cobre. La membrana flexible 36 es un
miembro generalmente circular con bordes hacia arriba, como se
muestra en la figura 4. La membrana flexible 36 cuenta asimismo con
una boquilla convexa 90 que se extiende desde la superficie de la
membrana flexible. La altura de la boquilla 90 es sustancialmente
similar a la profundidad de la abertura 52 de la arandela no
conductora 50.
En la primera posición, la membrana flexible
tiene una forma general cóncava, tal y como se muestra en la figura
4. En la segunda posición, la presión del aire de la cámara de
contra presión ha desviado la membrana flexible de tal manera que la
boquilla 90 hace contacto con la pila 27, como se muestra en la
figura 5.
La diferencia de la presión, en la que la
membrana flexible se mueve de la primera a la segunda posición está
determinada por el diámetro, espesor, dureza o grado de concavidad
de la membrana flexible. Una membrana flexible más pequeña es más
difícil de mover comparada con una membrana más grande. Una membrana
flexible más gruesa es más difícil de mover comparada con una
membrana más fina. Una membrana de dureza media es más fácil de
mover que una de ¾ de dureza o completamente dura, o hecha con un
material atemperado para muelles. La dureza del material se puede
ajustar sometiéndolo a un tratamiento con calor.
De acuerdo con una forma de realización ejemplar
de la presente invención, la membrana flexible puede hacer contacto
con la pila cuando la diferencia de presión es aproximadamente de 2
a 4 psi. Se está considerando utilizar un dispositivo con esta
membrana flexible para controlar la presión de neumático de los
automóviles, motocicletas, bicicletas u otros vehículos con
aplicaciones de presión de neumático moderadas.
En otra forma de realización ejemplar, la
membrana flexible se moverá cuando la diferencia de presión sea de
10 psi aproximadamente. Se está considerando utilizar esta forma de
realización para neumáticos de camiones con remolques u otros
vehículos de gran tamaño con presiones altas en los neumáticos
(aproximadamente 100 psi). Los técnicos en la materia se percatarán
de que la membrana flexible puede incluso calibrarse para que el
dispositivo sea capaz de detectar diferencias de presión muy
pequeñas.
La figura 4 muestra también un miembro de
refuerzo opcional 93 que reviste la superficie interior de la
membrana flexible 36. El miembro de refuerzo 93 es un miembro que
flota libremente que sigue la forma general de la membrana flexible
36. El miembro de refuerzo 93 evita que se colapse la membrana
flexible 36 en caso de que la presión dentro de la cámara de
presión principal sea más alta que la presión dentro de la cámara
de contra presión. En este escenario sin el miembro de refuerzo, la
presión dentro de la cámara principal puede empujar la membrana
flexible hacia el cuadro de circuito impreso (PC), dañando o
destruyendo así la membrana flexible. Sin embargo, con el miembro
de refuerzo opcional 93 instalado, se puede mantener la forma
general de la membrana flexible cuando la presión dentro de la
cámara de presión principal es más alta que dentro de la cámara de
contra presión.
La presente invención se refiere también a
métodos de uso del dispositivo para controlar la presión del
neumático 20. Generalmente, el dispositivo 20 se atornilla al
vástago de válvula y se calibra. Una vez calibrado, el dispositivo
controla constantemente la presión de los neumáticos. Cuando la
presión del neumático está por debajo del nivel calibrado, se emite
una señal de aviso. El usuario individual puede entonces quitar el
dispositivo y añadir aire al neumático. Después, se vuelve a
conectar el dispositivo 20 al vástago de válvula de neumático para
seguir controlando la presión del neumático.
La presente invención ofrece ventajas sobre los
sistemas de control de presión de neumáticos de la técnica
anterior. El dispositivo para controlar la presión del neumático de
la presente invención puede ser compacto y autónomo, de tal manera
que el dispositivo se puede fabricar para que no afecte de manera
adversa al balance de la rueda y el neumático. Las formas de
realización de la invención pueden realizarse de tal forma que no
haya más piezas móviles que la parte móvil de la membrana. Ya que
apenas hay piezas móviles, las fuerzas centrífugas causadas por la
rotación de los neumáticos etc. no afectan al funcionamiento de
ciertas formas de realización del dispositivo. Adicionalmente, en
contraste con el método antiguo de todo o nada de inspeccionar
visualmente un neumático para ver si la presión "parece baja",
este dispositivo es más preciso, ya que se activa cuando la presión
del neumático varía de acuerdo con una diferencia de presión
determinada. El dispositivo indica entonces de alguna manera que la
presión del neumático es baja, por medio de una luz intermitente o
emitiendo un sonido o transmitiendo una señal.
Adicionalmente, el dispositivo de la presente
invención puede utilizarse para una gran variedad de aplicaciones
de neumáticos. Es decir, algunos dispositivos anteriores son
precalibrados para una presión específica del neumático (p.e., 32
psi o 100 psi) y miden las desviaciones de estas presiones
precalibradas de los neumáticos. Por el contrario, el dispositivo
de la presente invención se calibra en base a la presión encontrada
inicialmente en el neumático y se activa cuando la presión del
neumático cambia de acuerdo con una desviación predeterminada con
respecto a la presión inicial. Por lo tanto, el dispositivo 20 se
puede usar para una gran variedad de aplicaciones de neumáticos
utilizando un solo dispositivo. Por ejemplo, cuando en ciertos
automóviles la presión recomendada para los neumáticos frontales es
distinta de la presión recomendada para los neumáticos traseros, se
puede usar el mismo conjunto de dispositivos para todos los
neumáticos. No hace falta calibrarlos con anterioridad, ya que los
dispositivos se calibran cuando se conectan por primera vez al
neumático.
Más específicamente, hace falta calibrar el
dispositivo cuando se atornilla por primera vez al vástago de
válvula de neumático. El dispositivo se calibra permitiendo que el
aire entre en la cámara de contra presión. Normalmente, el aire no
puede entrar o salir de la cámara de contra presión 21 porque el
sellado cierra herméticamente los canales 46. Sin embargo, cuando
el dispositivo 20 se conecta inicialmente al vástago de válvula del
neumático 22, el aire del neumático entra en la cámara de presión
principal 94 a través de los canales 46 en la cámara de contra
presión 21, debido a que las juntas de obturación no han sido
aseguradas sobre la carcasa principal. Permitiendo que el aire
entre en la cámara de contra presión 21, la cámara de contra presión
posee la misma presión del aire que el neumático. De acuerdo con
ello, el dispositivo 20 está calibrado ahora, y la tapa del tornillo
se puede apretar para sellar la cámara de contra presión 21.
Una vez calibrado, el dispositivo controla
constantemente la presión de aire del neumático. En este momento,
la cámara de contra presión, la cámara de presión principal y el
neumático tienen la misma presión de aire. Por lo tanto, se ejerce
la misma cantidad de presión en la superficie de la membrana
flexible. Sin embargo, con el paso del tiempo, la presión de aire
dentro del neumático disminuye. Por consiguiente, al mismo tiempo
tendrá lugar una disminución de la presión de aire dentro de la
cámara de presión principal. En esta situación, la presión de aire
dentro de la cámara de contra presión 21 es mayor que la presión de
aire dentro de la cámara de presión principal 94. Por lo tanto, la
presión de aire dentro de la cámara de contra presión empuja la
membrana flexible 36 hacia la terminal negativa de la pila. Al
entrar en contacto con la terminal negativa, se completa el
circuito eléctrico y se transmite una señal de aviso. En una forma
de realización ejemplar, la señal de aviso es un LED intermitente.
Los técnicos en la materia se percatarán de que la presente
invención contempla otros medios de señalización, tales como sonido,
frecuencia de radio, luz infrarroja o una combinación de los
mismos.
Adicionalmente, una vez calibrado, el
dispositivo 20 se puede quitar periódicamente para asegurar que las
pilas y el sistema del circuito funcionan correctamente. Es decir,
que cuando el dispositivo está calibrado, la cámara de contra
presión tendrá una presión de aire equivalente a la presión del
neumático. Cuando que el dispositivo ha sido retirado del vástago
de neumático, la presión dentro de la cámara de presión principal
es equivalente a la presión de aire del ambiente. Por lo tanto, la
diferencia de presión entre la cámara de contra presión y la cámara
de presión principal es muy grande y la membrana flexible entrará en
contacto con la pila y se emitirá una señal de aviso. Por
consiguiente, retirando periódicamente el dispositivo 20, un
individuo puede estar seguro de que las pilas y el dispositivo
funcionan correctamente.
El dispositivo está dividido en dos cámaras, una
cámara de presión principal 94 y una cámara de contra presión 21
separadas por una membrana flexible 36. El dispositivo se calibra y
la presión de aire en la cámara de contra presión y la cámara de
presión principal es la misma. Con el paso del tiempo disminuye la
presión de aire dentro del neumático y la cámara de presión. Cuando
la presión dentro de la cámara de contra presión es mayor que la
presión dentro de la cámara de presión principal, la membrana
flexible 36 toca la pila 27 (como se muestra en la figura 5) y
completa un circuito eléctrico que emite una señal de aviso.
La figura 7 es una vista de la sección
transversal de una forma de realización alternativa de la presente
invención. Una parte superior (101) se fabricará de un material
transparente, por ejemplo plástico. El LED intermitente se instala
en un cuadro de circuito impreso muy pequeño (PCB)(102). El PBC
tiene contactos en su borde (108), donde reposa en la carcasa de
metal superior. Estos contactos conectarán con el sistema de
circuito en el PCB al polo positivo de las pilas. El PCB tiene
contactos para el polo negativo de las pilas (108) donde la junta
de obturación conductora (105) toca el PCB. La carcasa de metal
superior (103) comprende un encaje exacto para la parte superior
transparente (101) que se encolará en posición para conseguir un
encaje hermético. La lente también mantiene el PCB en su sitio. El
manguito aislante de plástico (109) funciona como un aislante para
el lado positivo de la pila superior (108) y también mantiene la
placa de tope (107), la junta de obturación
no-conductora (106), la membrana (104) y la junta de
obturación conductora (105) en sus respectivos lugares, una vez que
la carcasa de metal superior y la parte inferior (110) han sido
unidas juntas con tornillos. La tarea del manguito aislante
consiste también en transferir la presión necesaria a las
guarniciones. La membrana (104) está hecha de un material conductor
flexible y gracias a un cambio en la flexibilidad de la membrana
(104) se puede conseguir la sensitividad deseada para provocar la
señal intermitente de aviso por baja presión. La junta de
obturación conductora (105) es una junta de obturación conductora
estándar lista para usar. La junta de obturación
no-conductora (106) es una junta de obturación
estándar lista para usar. La placa de tope (107) es una placa de
metal recta con una ranura pequeña en el medio para mejorar el
contacto con la membrana (104) y tiene también dos agujeros
pequeños para dejar que la presión del neumático pase y llegue
hasta la membrana (104). Las pilas (108) son pilas alcalinas
estándar listas para usar. La parte inferior (110) está roscada a
la carcasa de metal superior (103) y también aloja el abridor de la
válvula del neumático (112). La parte inferior (110) está roscada en
la parte inferior interna para ajustar con el vástago de la válvula
y tiene un junta de caucho (112) para sellar de forma apropiada con
el vástago de la válvula. La Parte inferior (110) está hecha de
metal y se fabrica en distintos colores, por ejemplo por medio de
ionización, para los neumáticos delanteros y traseros.
Puesto que algunos vehículos (un porcentaje muy
pequeño) usan un vástago de válvula de metal que no está aislado
desde el suelo, la parte inferior (110) podría fabricarse de forma
alternativa con un material no conductor, por ejemplo plástico,
aunque entonces habría que insertar un cable conductor extra desde
la parte inferior de la pila inferior (108) para conectarla con la
carcasa de metal superior (103).
La carcasa de metal superior y la parte inferior
tienen un separador en forma de herradura (no mostrado) instalado
entre ellos en el momento de la entrega. Durante la instalación
inicial hay que apretar la tapa, primero con el separador en su
sitio, para que el abridor de la válvula de neumático (112) pueda
abrir la válvula y dejar que entre la presión del neumático en la
tapa y presurice la cámara de contra presión (113). Entonces habrá
que quitar el separador y atornillar bien la tapa en la carcasa de
metal superior (103) y la parte inferior (110), que ahora están
conectadas permanentemente por un adhesivo ya en su lugar en el
momento de entregar la tapa. Esto atrapará la presión de aire
adecuada del neumático en la cámara de contra presión (113) y
calibrará la tapa para esta presión.
Claims (11)
1. Un dispositivo para controlar la presión de
un neumático, comprendiendo dicho dispositivo de control una carcasa
acoplada con una válvula (22) de neumático; comprendiendo dicha
carcasa:
una primera cámara de contra presión (21), una
segunda cámara de presión principal (34) y una membrana flexible
(36), donde la primera y segunda cámaras de presión están separadas
por una membrana flexible;
una pila (27); y
un medio de señalización conectado a un cuadro
de circuito impreso (29) ubicado dentro de dicha carcasa, emitiendo
este medio de señalización una señal de aviso cuando la presión
dentro de la primera cámara de contra presión (21) es mayor que la
presión dentro de la segunda cámara de presión principal;
caracterizado porque dicha
carcasa comprende,
además:
una lente (24), una carcasa principal (26) y una
carcasa inferior (28), donde dicha lente está acoplada con un primer
extremo de dicha carcasa principal; y dicha carcasa inferior está
acoplada a un segundo extremo de dicha carcasa principal; y porque
el medio de señalización (23) comprende un diodo de emisión de luz
(LED).
2. El dispositivo para controlar la presión de
un neumático de la reivindicación 1, que comprende, además, una
tapa roscada (25) que acopla dicha lente (24) a dicha carcasa
principal (26).
3. El dispositivo para controlar la presión de
un neumático de la reivindicación 2, que incluye, además, una junta
de obturación conductora (38) colocada entre dicha lente (24) y
dicha carcasa principal (26).
4. El dispositivo para controlar la presión de
un neumático de una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3, en el
que dicha membrana flexible (36) es una sustancia conductora.
5. El dispositivo para controlar la presión de
un neumático de la reivindicación 4, en el que dicha sustancia
conductora es un metal conductor o un caucho conductor.
6. Un dispositivo para controlar la presión de
un neumático de una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 5, en el
que:
dicha lente define por lo menos parcialmente la
cámara de contra presión.
dicho cuerpo de carcasa principal define la
cámara de presión principal que contiene la pila, el diodo emisor de
luz (LED) conectado al cuadro de circuito impreso y la membrana
flexible;
dicha membrana flexible (36) separa dicha cámara
de contra presión (21) y dicha cámara de presión principal; y
dicha carcasa inferior está adaptada para
acoplarse con una válvula de neumático (22).
7. Un método para controlar la presión del aire
dentro de un neumático, comprendiendo dicho método:
- proporcionar un dispositivo para controlar la presión de un neumático (20) de una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 6;
- fijar dicho dispositivo para controlar la presión de un neumático a una válvula de neumático (22);
- calibrar dicho dispositivo para controlar la presión de un neumático;
- controlar una diferencia de presión entre dicho dispositivo para controlar la presión de un neumático y una presión de aire de dicho neumático; y
- emitir una señal de aviso cuando dicha diferencia de presión excede una diferencia de presión predeterminada.
8. El método de la reivindicación 7, en el que
dicha etapa de calibración incluye, además, permitir que el aire
procedente de dicho neumático entre en la cámara de contra presión
(21) de dicho dispositivo para controlar la presión del neumático y
selle dicha cámara de contra presión.
9. El método de la reivindicación 8, en el que
dicha diferencia de presión es una diferencia entre la presión de
dicha cámara de contra presión (21) y dicha presión de aire de dicho
neumático.
\newpage
10. El método de la reivindicación 7, que
comprende, además:
retirar dicho dispositivo para controlar la
presión de un neumático periódicamente para asegurar que dicho
dispositivo funciona correctamente.
11. El método de la reivindicación 7, que
comprende, además:
retirar dicho dispositivo para controlar la
presión del neumático de dicha válvula de neumático;
añadir presión de aire a dicho neumático; y
conectar de nuevo dicho dispositivo para
controlar la presión de un neumático a dicha válvula de neumático
(22).
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