ITTO20090610A1 - Dispositivo di monitoraggio di una ruota di un veicolo - Google Patents

Description

DESCRIZIONE dell’invenzione industriale dal titolo:

“Dispositivo di monitoraggio di una ruota di un veicolo†,

TESTO DELLA DESCRIZIONE

Campo dell’invenzione

La presente invenzione si riferisce ad un dispositivo di monitoraggio di una ruota di un veicolo. Più particolarmente, l'invenzione si riferisce ad un tale dispositivo atto a rilevare una o più grandezze caratteristiche che sono utilizzabili per il controllo di pneumatici, quali ad esempio la loro pressione, ed a trasmettere informazioni rappresentative di tale o tali grandezze. Ancora più particolarmente l’invenzione riguarda un tale dispositivo destinato ad essere fissato alla ruota del veicolo ed atto a trasmettere via radio le suddette informazioni ad un sistema ricevitore, ad esempio installato sulla scocca del veicolo o all’interno del suo abitacolo.

L'invenzione ha lo scopo di garantire, in modo semplice ed economico, una elevata affidabilità di funzionamento del dispositivo di monitoraggio.

Tecnica anteriore

Dispositivi di monitoraggio di pneumatici per ruote di veicoli sono noti e solitamente identificati con la sigla “TPMS†(da “Tyre Pressure Monitoring System†). Tali dispositivi comprendono tipicamente una disposizione circuitale avente una parte di rilevazione, dedita alla rilevazione di una o più grandezze di interesse, ed una parte di controllo, dedita all’elaborazione ed alla trasmissione di segnali. La parte di rilevazione include uno o più sensori, per la rilevazione di una o più grandezze da monitorare, tipicamente rappresentate dalla pressione di gonfiamento ed eventuali altre grandezze che possono influire sulle caratteristiche operative dello pneumatico (quali ad esempio la temperatura ambiente, la temperatura dello pneumatico, le condizioni di asciutto/bagnato della superficie stradale). I segnali elettrici generati dai mezzi sensori vengono elaborati dalla parte di controllo e da questa trasmessi ad un sistema ricevitore posto sulla scocca del veicolo o all’interno del suo abitacolo. La trasmissione delle informazioni dal dispositivo di monitoraggio al sistema ricevitore avviene in modalità senza fili o wireless, tipicamente in radiofrequenza.

In alcune dispositivi TPMS la parte circuitale di controllo à ̈ provvista di una propria sorgente di alimentazione, comprendente una o più batterie miniaturizzate. In altri dispositivi TPMS noti il dispositivo à ̈ invece privo di batteria. A questo scopo, in alcune soluzioni, la parte circuitale del dispositivo à ̈ alimentata tramite un generatore piezoelettrico, che sfrutta le vibrazioni nel pneumatico per generare una tensione; in altre soluzioni, il dispositivo à ̈ invece di tipo “passivo†, ossia à ̈ predisposto in modo da reagire ad uno specifico campo elettromagnetico induttivo prodotto da un rispettivo lettore, fornendo in risposta una radiofrequenza modulata rappresentativa di dati: non avendo alcuna sorgente di energia interna, quindi, questi dispositivi passivi derivano la loro alimentazione dallo stesso campo elettromagnetico generato dal lettore.

In alcune soluzioni il dispositivo à ̈ fissato in corrispondenza della corona (rim bead) del cerchio, ovvero la sua parte anulare che definisce il canale di montaggio dello pneumatico. In queste soluzioni il dispositivo à ̈ tipicamente integrato o associato ad una valvola di ritegno del pneumatico, all’interno del canale di montaggio del cerchio (si vedano ad esempio i documenti US 2003/066343, EP 1524133, US 6101870). In altre soluzioni il dispositivo, tipicamente di tipo passivo, à ̈ integrato direttamente nel corpo dello pneumatico, ricoperto dalla gomma vulcanizzata che lo costituisce (si vedano ad esempio i documenti WO 2005/021292, EP0505905).

Nelle soluzioni note la qualità della trasmissione delle informazioni risulta influenzata dalla gomma costituente lo pneumatico e/o da parti metalliche che si trovano nella zona di installazione, appartenenti al cerchio o alla struttura di rinforzo dello pneumatico; questo ha come conseguenza che la distanza di comunicazione risulta generalmente ridotta e la trasmissione può essere affetta da disturbi. Altri problemi della tecnica nota sono legati al fatto che, con il passare del tempo, l’integrità del dispositivo può venire meno, a causa delle continue sollecitazioni, quali vibrazioni, dovute all’impiego del veicolo. Le soluzioni note sono inoltre in genere relativamente complicate e costose.

Sommario dell’invenzione

In vista di quanto sopra esposto, la presente invenzione si propone di realizzare un dispositivo del tipo indicato avente una elevata affidabilità di funzionamento, per quanto riguarda la qualità di trasmissione dei segnali radio tra il dispositivo ed un relativo sistema ricevitore. Un altro scopo dell’invenzione à ̈ quello di realizzare un tale dispositivo di costruzione semplice ed economica. Un ulteriore scopo dell’invenzione à ̈ quello di realizzare un tale dispositivo di elevata affidabilità di funzionamento anche per quanto riguarda la sua struttura meccanica e la resistenza a sollecitazioni esterne.

Uno o più di questi scopi sono raggiunti, secondo l’invenzione, da un dispositivo di monitoraggio avente le caratteristiche della rivendicazione 1. Caratteristiche vantaggiose del dispositivo sono indicate nelle sottorivendicazioni. Le rivendicazioni costituiscono parte integrante dell’insegnamento tecnico fornito in relazione all’invenzione.

In sintesi, l’invenzione riguarda un dispositivo di monitoraggio di uno pneumatico di una ruota di un veicolo, configurato per almeno rilevare e trasmettere ad un sistema ricevitore, tramite un collegamento senza fili, informazione relativa ad almeno una grandezza caratteristica dello stato dello pneumatico, in particolare la sua pressione di gonfiamento, il quale dispositivo ha un corpo per alloggiare un circuito atto a trasmettere l’informazione al sistema ricevitore, ad almeno una frequenza radio sostanzialmente predeterminata. Secondo l’invenzione, il suddetto corpo à ̈ predisposto per essere fissato alla ruota in posizione esterna allo pneumatico e comprende almeno una prima parte di corpo, formata con un primo materiale, ed almeno una seconda parte di corpo formata con un secondo materiale, la prima e la seconda parte di corpo definendo tra loro un alloggiamento per il circuito, il secondo materiale essendo un materiale sintetico avente permittività elettrica predefinita e/o sostanzialmente costante alla detta almeno una frequenza predeterminata, in particolare per migliorare l’efficienza di trasmissione e/o ricezione alla detta frequenza.

Grazie a queste caratteristiche, la trasmissione dei segnali dal dispositivo al sistema ricevitore risulta agevolata, e quindi di qualità ed affidabilità accresciuta, nelle varie condizioni ambientali di impiego del dispositivo. Inoltre la seconda parte di corpo può essere agevolmente realizzata tramite semplice stampaggio ad iniezione di materiale plastico.

In una forma di attuazione, la prima e la seconda parte di corpo sono rigide e mutualmente fissate tramite una ribaditura o una deformazione meccanica locale della prima parte di corpo sulla seconda parte di corpo. In tal modo le parti del corpo del dispositivo possono essere vincolate l’una all’altra con una tecnica semplice ed economica, ma che al contempo garantisce una elevata robustezza meccanica dell’accoppiamento.

In una forma di attuazione il suddetto materiale sintetico à ̈ una materia plastica rigida, particolarmente una materia plastica avente un valore di permittività elettrica sostanzialmente prossimo o pari a 3. In questo modo, oltre al vantaggio di poter realizzare la seconda parte di corpo tramite stampaggio di materiale plastico, la qualità della trasmissione dei dati può essere notevolmente agevolata, particolarmente quando questa avviene a frequenze comprese sostanzialmente tra 315 e 868 MHz, che sono le frequenze di trasmissione preferite. Materiali preferiti in tal senso, atti anche a garantire un’elevata resistenza a sollecitazioni di natura meccanica, sono le resine a base poliftalamide o PPA. Preferibilmente il materiale costituente la prima parte di corpo à ̈ un materiale metallico, ed in quanto tale atto a garantire una notevole robustezza dell’involucro del dispositivo, particolarmente nella sua parte destinata al fissaggio meccanico del dispositivo. In tale ottica, la prima parte di corpo può essere anche costituita dal corpo di una valvola di ritegno, fissata al cerchio della ruota in corrispondenza di un relativo foro passante che si affaccia verso la camera dello pneumatico.

In una forma di attuazione almeno una tra la prima e la seconda parte di corpo à ̈ configurata per mantenere il circuito in una posizione predeterminata all’interno dell’alloggiamento, senza l’ausilio di specifici organi di fissaggio. A tale scopo, di preferenza, il circuito ha un supporto di circuito e la seconda parte di corpo à ̈ provvista, in una sua porzione rivolta verso l’interno dell’alloggiamento, di mezzi per il posizionamento del supporto di circuito. In tal modo sono evitati possibili errori di assemblaggio e rischi di possibili spostamento del circuito all’interno del relativo alloggiamento. Sempre preferibilmente, a tale scopo la prima parte di corpo definisce un fondo dell’alloggiamento ed i mezzi di posizionamento appartenenti alla seconda parte di corpo sono configurati per sollecitare il supporto di circuito verso il detto fondo.

In una forma di attuazione la prima parte di corpo definisce un fondo dell’alloggiamento, che supporta un elemento resiliente, con il circuito che à ̈ interposto tra la seconda parte di corpo ed il detto elemento resiliente, in modo da essere supportato elasticamente nell’alloggiamento. Tale caratterista consente sia di ridurre le vibrazioni ed altre eventuali sollecitazioni agenti sul parte circuitale del dispositivo nel corso dell’impiego del veicolo, sia di recuperare eventuali tolleranze nel corso dell’assemblaggio del dispositivo.

In una forma di attuazione l’alloggiamento del dispositivo comprende una sede che à ̈ definita nella prima parte di corpo e che ha una porzione superiore o di estremità delimitata perifericamente da una parete della prima parte di corpo. Questa parete à ̈ almeno in parte deformata meccanicamente, in particolare ribadita, su di una rispettiva superficie della seconda parte di corpo. Con tale realizzazione l’accoppiamento meccanico tra le due parti di corpo risulta semplificato e facilmente automatizzabile.

Preferibilmente tra la prima e la seconda parte di corpo à ̈ operativamente interposto almeno un elemento di tenuta, quale una guarnizione o-ring, ed in particolare almeno una tra la prima e la seconda parte di corpo definisce una sede di posizionamento per tale elemento di tenuta, in una posizione protetta. La presenza di una guarnizione o simile consente di assicurare la tenuta a fluidi e/o solidi tra le due parti di corpo, evitando da un lato l’ingresso di sostanze estranee all’interno dell’alloggiamento, e dall’altro lato, di assicurare la tenuta alla pressione di impiego dello pneumatico, quando tale pressione à ̈ la grandezza o una delle grandezze rilevate dal dispositivo di monitoraggio.

In una forma di attuazione la seconda parte di corpo ha una porzione inferiore, una porzione intermedia ed una porzione di sommità, con la porzione inferiore che à ̈ inserita all’interno della sede della prima parte di corpo, in adiacenza ad una sua parete periferica, particolarmente in modo da cingere il circuito. Vantaggiosamente lo spessore della porzione inferiore della seconda parte di corpo à ̈ maggiore rispetto allo spessore della sua porzione di sommità. Il maggior spessore della suddetta porzione inferiore garantisce una buona robustezza della seconda parte di corpo nella sua regione di interfaccia con la prima parte di corpo; dall’altro lato, lo spessore più contenuto della porzione di sommità, nei pressi della quale si trova l’antenna di trasmissione del circuito, agevola ulteriormente la trasmissione dei dati.

Breve descrizione dei disegni

Ulteriori scopi, caratteristiche e vantaggi della presente invenzione risulteranno chiari dalla descrizione particolareggiata che segue e dai disegni annessi, forniti a puro titolo di esempio esplicativo e non limitativo, in cui:

- le figure 1 e 2 sono viste prospettiche schematiche di un dispositivo di monitoraggio secondo l’invenzione;

- la figura 3 Ã ̈ una vista in elevazione del dispositivo delle figure 1 e 2, in una condizione di impiego;

- la figura 4 Ã ̈ una vista in sezione secondo la linea IV-IV di figura 3;

- la figura 5 Ã ̈ una vista secondo un piano di sezione ruotato di 180° rispetto a quello di figura 4;

- la figura 6 Ã ̈ una vista parzialmente esplosa del dispositivo delle figure 1-5;

- la figura 7 à ̈ una vista parzialmente esplosa di una parte di un dispositivo in accordo ad una seconda forma di attuazione dell’invenzione;

- le figure 8 e 9 sono una vista laterale ed una vista in sezione di un elemento di posizionamento facente parte del dispositivo di figura 7;

- le figure 10 e 11 sono viste prospettiche dell’elemento delle figure 8 e 9;

- la figura 12 à ̈ una vista in sezione simile a quella di figura 5, del dispositivo assemblato integrante l’elemento delle figure 8-11.

Descrizione di forme di attuazione preferite dell’invenzione

Il riferimento ad “una forma di attuazione†all’interno di questa descrizione sta ad indicare che una particolare configurazione, struttura, o caratteristica descritta in relazione alla forma di attuazione à ̈ compresa in almeno una forma di attuazione. Quindi, le frasi “in una forma di attuazione†e simili, presenti in diverse parti all’interno di questa descrizione, non sono necessariamente tutte riferite alla stessa forma di attuazione. Inoltre, le particolari configurazioni, strutture o caratteristiche possono essere combinate in ogni modo adeguato in una o più forme di attuazione. I riferimenti qui utilizzati sono soltanto per comodità e non definiscono l’ambito di tutela o la portata delle forme di attuazione.

Nelle figure 1 e 2, con 1 Ã ̈ indicato nel suo complesso un dispositivo di monitoraggio di un pneumatico di una ruota di un veicolo, realizzato in accordo ai dettami della presente invenzione.

Nella forma di attuazione esemplificata il dispositivo 1 ha un corpo comprendente una prima ed una seconda parte di corpo, indicate rispettivamente con 2 e 3, che sono mutuamente accoppiate per realizzare un involucro, definente un alloggiamento, indicato con 4 nelle figure 4 e 5, per un circuito, indicato complessivamente con 5 in figura 6. La parte 2 adempie essenzialmente a funzioni di supporto e di collegamento, mentre la parte 3 adempie essenzialmente a funzioni di coperchio: nel seguito della presente descrizione, le parti di corpo 2 e 3 verranno quindi denominate per semplicità supporto e coperchio, rispettivamente.

Il supporto 2, che à ̈ formato con un materiale rigido, preferibilmente in un pezzo unico e di materiale metallico, ha una porzione di raccordo, una porzione intermedia ed una porzione di alloggiamento.

Nell’esempio di attuazione non limitativo illustrato nelle figure, il dispositivo 1 à ̈ configurato per essere installato su di una valvola di ritegno della ruota, in sostituzione dell’usuale tappo di tale valvola. La condizione di montaggio à ̈ illustrata in figura 3, in cui con V à ̈ indicata nel suo complesso la suddetta valvola, di concezione e montaggio di per sé noti; la valvola V à ̈ montata in corrispondenza di un foro passante della corona del cerchio, rappresentato schematicamente in R, in modo tale per cui la sua porzione di estremità distale V1 si trovi all’interno del canale di montaggio dello pneumatico, indicato schematicamente in T.

In vista di tale applicazione, e come visibile anche nelle figure 4 e 5, la suddetta porzione di raccordo del dispositivo, indicata con 10, ha forma generalmente cilindrica cava, definente un condotto 10a (figura 2) provvisto di madrevite destinata a cooperare con una filettatura prevista all’estremità prossimale del corpo della valvola V.

La suddetta porzione intermedia consiste essenzialmente di una parete a flangia 11, che si estende radialmente verso l’esterno dalla sommità o estremità della porzione di raccordo 10. Dalla suddetta parete a flangia 11 si eleva una parete esterna 12, che definisce perifericamente la suddetta porzione di alloggiamento. Nell’esempio la parete 12 ha forma anulare e delimita, unitamente alla parete 11, una cavità o camera, indicata con 13 in figura 6.

La parete 11, che realizza il fondo della camera 13, à ̈ attraversata da un foro passante 11a, che à ̈ in comunicazione di fluido con il condotto 10a della porzione di raccordo.

Come visibile nelle figure 4 e 5, all’interno della porzione di raccordo 10 à ̈ definita un sede per un organo anulare di montaggio 14, quale un anello in materia plastica o in elastomero, atto ad effettuare una tenuta rispetto alla valvola V e/o a mantenere in posizione un elemento spintore 15, destinato a cooperare con l’asta V2 della valvola V, tale asta essendo di tipo e funzionamento di per sé noto.

L’elemento spintore 15 ha forma generalmente tubolare, avente all’estremità distale una porzione a flangia 15a (figura 6), destinata all’appoggio sulla parete 11 e preferibilmente mantenuta in posizione tramite l’anello 14, o fissato in altro modo. L’estremità prossimale dell’elemento 15 presenta una parte parzialmente forata 15b, ovvero presenta una parte a ponte, indicata con 15c in figura 5. Come si evince, particolarmente in figura 5, nella condizione montata del dispositivo 1, ossia con la porzione di raccordo 10 avvitata a fondo sull’estremità prossimale filettata del corpo della valvola V, la parte a ponte 15b mantiene lo stelo V2 della valvola in una condizione premuta, ovvero in una condizione di apertura della valvola stessa. In tal condizione, la pressione dell’aria che gonfia lo pneumatico può essere trasferita all’interno del condotto 10a e, tramite il foro 11a della parete 11, all’interno dell’alloggiamento del circuito 5, ai fini del monitoraggio della pressione, come in seguito descritto.

Nell’esempio raffigurato il circuito 5 comprende un supporto di circuito 16, o PCB, formato in materiale isolante, ad esempio in vetroresina, sul quale sono montati componenti/elettrici ed elettronici di circuito; la specifica disposizione circuitale non verrà descritta in dettaglio, le sue funzionalità generali essendo ottenibili in modo di per sé noto.

Si precisa tuttavia che, in una forma di attuazione preferita, sulla superficie superiore del supporto di circuito 16 à ̈ montato un corpo tubolare, indicato con 16a nelle figure 4 e 6, che circonda un sensore di pressione, anch’esso montato sul supporto 16, particolarmente un sensore di tipo assoluto, preferibilmente di materiale semiconduttore. All’interno del corpo tubolare 16a à ̈ presente un gel di protezione 16b, che ricopre il suddetto sensore: la disposizione à ̈ tale per cui, in presenza di una pressione all’interno dell’alloggiamento 4, questa pressione risulta esercitata sul gel 16b, e da questo trasferita al sensore, che genera di conseguenza un segnale rappresentativo della detta pressione. Secondo tecnica di per sé nota, la disposizione circuitale prevista sul supporto 16 include mezzi per elaborare e/o condizionare il segnale generato dal suddetto sensore, nonché mezzi per trasmettere la relativa informazione di pressione in modalità wireless, particolarmente in radiofrequenza, ad un sistema ricevitore, non rappresentato, anch’esso di tipologia di per sé nota. I mezzi di trasmissione includono un’antenna, indicata con 17, costituita essenzialmente da un filo metallico avvolto a spirale. La parte trasmissiva del circuito 5 à ̈ preferibilmente configurata per operare ad una frequenza sostanzialmente costante; in forme di attuazione preferite dell’invenzione, la suddetta frequenza à ̈ compresa nel campo sostanzialmente compreso tra 100 e 999 MHz, in particolare tra 315 e 868 MHz; frequenze preferite di utilizzo sono 315, 434 e 868 MHz, che si dimostrano le più idonee all’applicazione.

Si noti che, in accordo ad una forma di attuazione, il dispositivo può essere predisposto anche per ricevere dati, ad esempio dati di configurazione, da un trasmettitore esterno; in tale implementazione, pertanto, la disposizione circuitale comprende anche mezzi di ricezione; i mezzi di trasmissione e di ricezione possono essere convenientemente realizzati da un medesimo dispositivo ricetrasmettitore o transceiver.

Il circuito 16 include ulteriormente una sorgente di alimentazione, rappresentata da una batteria a bottone 18, nonché elementi di contatto, indicati con 19a e 19b nelle figure 4-6, connessi alla disposizione circuitale montata sul supporto 16, per la sua alimentazione.

Si noti che nella presente descrizione, il termine “circuito†ed il riferimento “5†indicano complessivamente il gruppo formato dal supporto 16 con i relativi componenti circuitali, l’antenna 17, la batteria 18 ed i relativi elementi di contatto 19a-19b. Va precisato inoltre, che, in accordo ad una possibile forma di attuazione alternativa a quella rappresentata, la parte circuitale del dispositivo secondo l’invenzione può essere del tipo privo di batteria e di relativi elementi di contatto, ad esempio implementata secondo le tecnologie menzionate nelle parte introduttiva della presente descrizione, in relazione ai dispositivi TPMS di tipo definito “passivo†oppure provvisti di un generatore di tensione che sfrutta le vibrazioni di impiego dello pneumatico, tipicamente un generatore piezoelettrico.

Con 20 à ̈ indicato nel suo complesso un elemento di posizionamento del circuito 5. Nell’esempio raffigurato (si veda in particolare figura 6), l’elemento 20 ha profilo generalmente circolare, con una parete di fondo 20a ed una parete periferica 20b. Nell’esempio, la parete 20b à ̈ anulare ed ha diametro tale da ricevere in essa, con leggera interferenza, una porzione inferiore del circuito 5, qui rappresentata dalla batteria 18. In caso di circuito 5 privo di batteria, nell’ambito della parete 5 può essere ospitato direttamente il supporto di circuito 16 o un generatore di tensione piezoelettrico.

Nella forma di attuazione illustrata il corpo dell’elemento 20 à ̈ di preferenza provvisto di una gola o cavità passante 20c, che si estende radialmente sostanzialmente dalla zona centrale del fondo 20a sino al suo bordo periferico. Come risulterà in seguito, la cavità 20c ha la funzione di agevolare la trasmissione della pressione d’aria dal foro 11a della parete 11 verso la parte superiore dell’alloggiamento 4, in cui à ̈ operativamente posizionato il suddetto sensore di pressione. Il fondo dell’alloggiamento 4, formato dalla parete 11, può eventualmente definire una sede di posizionamento per l’elemento 20, come rappresentato schematicamente nelle figure 4 e 5, ove tale sede à ̈ indicata con 11b.

Come in precedenza accennato, il coperchio 3 à ̈ formato con un materiale sintetico, particolarmente una materia plastica, ancora più particolarmente una materia termoplastica stampabile ad iniezione. Secondo un aspetto dell’invenzione, come già evidenziato, il materiale impiegato ha una permettività elettrica predefinita e/o sostanzialmente costante alle frequenze preferite di utilizzo del circuito 5, tale da migliorare l’efficienza di trasmissione ed eventuale ricezione a tali frequenze, in varie condizioni ambientali di temperatura ed umidità.

La materia preferita à ̈ una materia plastica avente valore di permittività elettrica pari o prossima a 3.

Nell’attuazione preferita il materiale plastico impiegato à ̈ una resina a base poliftalamide o PPA. Tale classe di materiali consente di soddisfare varie esigenze che sono alla base dell’invenzione. In primo luogo i materiali in questione hanno, appunto, un’ottima costanza di permettività elettrica in varie condizioni di temperatura ed umidità ambientale. Resine a base PPA assorbono infatti estremamente poca umidità dall’ambiente circostante e garantiscono una buona costanza delle caratteristiche, ad esempio delle capacità parassite, in un’ampia gamma di condizioni ambientali e temperature. Altro vantaggio dei materiali in questione à ̈ rappresentato dal loro basso fattore di dissipazione, che fa sì che i segnali in radiofrequenza generati dal circuito 5 vengano effettivamente trasmetti all’esterno dell’involucro, anziché essere attenuati o dispersi, ad esempio riscaldando la materia plastica. Altro vantaggio à ̈ che le resine a base PPA sono agevolmente stampabili ad iniezione e presentano un costo comparativamente contenuto rispetto al altri materiali rigidi. I materiali in questione sono inoltre meccanicamente robusti, ovvero perfettamente in grado di resistere alle sollecitazioni meccaniche cui può essere sottoposto nell’uso il dispositivo 1 (quale ad esempio l’urto di pietrisco sollevato dalla ruota durante l’uso del veicolo o le sollecitazioni meccaniche di assemblaggio o ribaditura).

Il corpo del coperchio 3 à ̈ cavo e presenta una parte inferiore, definita da una parete periferica 3a sostanzialmente cilindrica. La parete 3a ha, all’estremità superiore, una porzione esterna generalmente svasata o tronco-conica, indicata con 3b. Superiormente a tale porzione svasata 3b, il corpo del coperchio 3 prosegue in una seconda parete generalmente cilindrica 3c, che si restringe a formare una parete troncoconica 3d e quindi una parete di sommità 3e, sostanzialmente piana.

Come si nota, particolarmente nelle figure 4 e 5, la parete 3a à ̈ destinata ad essere ospitata entro la sede 13 (figura 6) del supporto 2, addossata alla parete 12, eventualmente con leggera interferenza rispetto ad essa, ed in appoggio sulla parete 11.

Il corpo del coperchio 3 ha porzioni aventi spessori differenti tra loro. In particolare, dalle figure 4 e 5 si nota come le pareti 3c-3e, particolarmente le pareti 3d-3e, abbiano spessore ridotto rispetto alla parete 3a; tale ridotto spessore agevola la trasmissione in radiofrequenza, perturbandola in modo ridotto. Come si nota, infatti, nella regione superiore della cavità del coperchio 3, delimitata appunto dalle pareti 3c-3e si trova, nella condizione assemblata del dispositivo 1, l’antenna di trasmissione 17.

Ai fini dell’assemblaggio del corpo del dispositivo, la parete 3a del coperchio 3 viene inserita nella sede 13 del supporto 2 e, successivamente, la porzione superiore della parete 12 del corpo 2, indicata nelle figure con 12a, viene deformata meccanicamente, tramite ribaditura, in modo da attestarsi sulla porzione svasata 3b del coperchio 3 (si noti che, in figura 6, la porzione di parete 12 à ̈ rappresentata nella condizione già deformata, solo per esigenze di chiarezza). In questo modo viene garantito un preciso e fermo accoppiamento meccanico tra le parti.

Nelle figure, con 21 à ̈ indicato un elemento di tenuta, operativamente interposto tra il supporto 2 ed il coperchio 3 che, nell’esempio raffigurato, à ̈ costituito da una guarnizione o-ring. Preferibilmente, tale guarnizione 21 à ̈ alloggiata in una posizione protetta, ed a tale scopo in almeno una delle superfici affacciate del supporto 2 e del coperchio 3 à ̈ definita una relativa sede di posizionamento. Nell’esempio raffigurato, tale sede, indicata con 21a (figura 6), à ̈ ricavata nel coperchio 3, e precisamente nella regione inferiore della parete 3a affacciata alla parete 12.

Va ancora segnalato che, in nell’attuazione preferita, il coperchio 3 à ̈ configurato per mantenere il circuito 5 in una posizione predeterminata all’interno dell’alloggiamento 4. A tale scopo, nell’attuazione esemplificata, in una porzione del coperchio 3 che à ̈ rivolta verso l’interno dell’alloggiamento 4, sono definiti mezzi di posizionamento 22. Nell’esempio non limitativo raffigurato questi mezzi comprendono almeno una sede o un gradino, formato essenzialmente nella zona di transizione tra le pareti 3a e 3c, sul quale gradino 22 à ̈ suscettibile di attestarsi la parte periferica del supporto di circuito 16. Si apprezzerà, a questo riguardo, che l’ingombro periferico o diametro esterno dell’antenna 17 à ̈ inferiore rispetto all’ingombro periferico o diametro del supporto di circuito 16. Come visibile in figura 7, i suddetti mezzi di posizionamento possono essere vantaggiosamente comprendere una pluralità di rilevi radiali o assiali 22a, definiti sulla parte interna del coperchio 3, ciascuno dei quali definente un rispettivo gradino o superficie d’appoggio 22.

I mezzi di posizionamento 22, e quindi il coperchio 3 nel suo complesso, nonché il circuito 5, sono anche dimensionati in modo tale per cui il supporto di circuito 16 risulti sollecitato verso il fondo dell’alloggiamento, definito dalla parete 11.

Come in precedenza spiegato, sul fondo dell’alloggiamento à ̈ previsto l’elemento di posizionamento 20 che, in una forma di attuazione particolarmente, à ̈ realizzato con un materiale resiliente o elastico, quale ad esempio un materiale elastomero. In tal modo, come si vede nelle figure 4 e 5, il circuito 5 risulta interposto tra il coperchio e l’elemento resiliente 20: stante la presenza del gradino o dei gradini 22 che spinge il circuito 5 verso la parete 11, il circuito stesso risulta essere supportato elasticamente nell’alloggiamento 4. In tal modo, il circuito 5 risulta poco soggetto alle vibrazioni causate dall’impiego della ruota. Tale montaggio elastico consente inoltre di recuperare eventuali tolleranze di fabbricazione e di assemblaggio dei componenti del dispositivo, evitando anche sollecitazioni eccessive sul circuito, in particolare durante le fasi di assemblaggio . Si noti anche l’antenna 17, la cui estremità superiore può essere a contatto con il coperchio 3, può contribuire ad adempiere a queste funzioni di ammortizzamento e recupero delle tolleranze.

Come in precedenza accennato, la cavità passante 21d dell’elemento di posizionamento 20 à ̈ prevista per consentire il trasferimento della pressione d’aria nella regione superiore dell’alloggiamento 4. Come si vede ad esempio in figura 5, la valvola V à ̈ tenuta aperta tramite lo spintore 15, il cui ponte 15b mantiene l’asta abbassata. La pressione d’aria presente nello pneumatico può quindi passare nel condotto definito dalla porzione di raccordo 10 e, attraverso lo spintore tubolare 15, attraversare il foro 11, che si apre in corrispondenza della parte della cavità 20c che si trova nella zona centrale del fondo 20a dell’elemento 20. Tramite la cavità 20c tale pressione d’aria può giungere sino alla parte periferica della stessa cavità, aperta verso la parete 12 del supporto 2 (si veda la parte a sinistra, con riferimento alla figura 5), e quindi giungere nella parte superiore dell’alloggiamento 4, in cui si trova il supporto di circuito 16, recante il corpo tubolare 16a che cinge il sensore di pressione.

Il sensore, come detto, genera un segnale elettrico rappresentativo della pressione la parte circuitale prevista sul supporto 16 che, previa eventuale trattamento e/o elaborazione, lo trasmette in radiofrequenza, a mezzo dell’antenna 17, verso il sistema ricevitore, non rappresentato, in quanto di tipologia e funzionamento di per sé noto. Il fatto che il materiale costituente il coperchio 3 abbia permettività elettrica sostanzialmente costante in varie condizioni di temperatura ed umidità, consente di ridurre e/o conoscere a priori il livello di alterazione del segnale trasmesso in radiofrequenza, per cui il circuito 5 e/o il sistema ricevitore possono essere configurati di conseguenza, in modo che tale alterazione del segnale risulti ininfluente ai fini della trasmissione.

Nell’esempio di attuazione descritto le informazioni generate e trasmesse dal dispositivo 1 sono relative ad almeno la pressione di gonfiamento dello pneumatico. In possibili varianti dell’invenzione, in aggiunta o in alternativa al rilevamento della pressione, il dispositivo 1 può essere configurato per rilevare e trasmettere valori rappresentativi di altre grandezze utili al monitoraggio dello pneumatico, quali ad esempio la temperatura ambiente, la temperatura dello pneumatico, la condizione di asciutto/bagnato del manto stradale, le sollecitazioni o le vibrazioni durante il movimento, eccetera, impiegando a tale scopo anche sensori di tipologia in sé nota, che possono essere eventualmente ubicati anche in posizione remota rispetto al supporto di circuito 16, e connessi ad esso tramite opportuni conduttori.

Le figure 7-12 illustrano una forma di attuazione alternativa del dispositivo; in tali figure sono impiegati i medesimi numeri delle figure precedenti, per indicare elementi tecnicamente equivalenti a quelli già sopra descritti.

In questa forma di attuazione l’elemento di posizionamento 20 ha un corpo formato in materiale relativamente rigido, ma comunque predisposto o conformato in modo tale per supportare elasticamente il circuito 5. Anche in questa forma di attuazione l’elemento 20 ha una parete di fondo 20a ed una parete periferica 20b, ma la parete di fondo 20a definisce una serie di elementi o ali radiali 20d, distanziate tra loro, che si estendono sostanzialmente a sbalzo dalla parte periferica sino ad una regione centrale del fondo, le quali ali 20d sono capaci di flettere elasticamente. Nell’esempio illustrato à ̈ prevista anche la cavità 20c, che qui si estende sulla parete periferica 20b e solo leggermente sulla parete di fondo 20a, per ricevere una corrispondente sezione dell’elemento di contatto 19a.

Come si nota, particolarmente nelle figure 8, 9 e 12, il corpo dell’elemento 20 viene formato in modo tale per cui le ali 20d risultino incurvate o inclinate, particolarmente verso il basso o l’esterno, ovvero in direzione opposta alla parete periferica 20b che definisce la sede inferiore per la batteria 18. L’elemento 20 à ̈ di preferenza formato stampaggio di materiale termoplastico. Come si vede in figura 12 (in cui gli elementi di contatto 19a-19b non sono stati rappresentati), nella condizione assemblata del dispositivo, le estremità libere delle ali 20d poggiano sul fondo dell’alloggiamento 4, ovvero sulla parete 11, in una zona che sostanzialmente circoscrive l’uscita del foro 11a, in una condizione di flessione elastica causata dal fatto che il coperchio 3 sollecita il circuito 5 verso il fondo dell’alloggiamento 4: in tal modo, la capacità di flessione elastica delle ali 20d consente di supportare elasticamente il circuito 5 nell’alloggiamento 4.

La pressione d’aria che raggiunge l’interno dell’alloggiamento 4, tramite il foro 11a, può passare tra gli spazi definiti tra le ali 20d, nonché tra le ali stesse e la batteria 18; tramite la cavità 20c, la pressione può giungere sino alla parte periferica della stessa cavità, aperta verso la parete 12 del supporto 2, per poi giungere nella parte superiore dell’alloggiamento 4, in cui si trova il supporto di circuito 16 con il sensore di pressione.

Ovviamente un elemento di posizionamento e di supporto elastico 20 analogo o simile a quello delle figure 7-12 à ̈ utilizzabile anche in caso di un circuito privo di propria batteria. Inoltre, l’elemento di posizionamento e di supporto elastico 20 potrebbe anche essere di forma differente, ad esempio provvisto di differenti elementi elastici 20d e/o realizzato in più parti, anche di materiale differente tra loro, ad esempio provvisto di una parte relativamente rigida ed una parte elastica, quale una parte in materiale elastico o in elastomero. L’elemento di posizionamento e di supporto elastico 20 può anche essere realizzato in materiale metallico, eventualmente realizzando anche un collegamento elettrico con il circuito 5 e/o con il corpo metallico 2, ovvero realizzando le funzioni di un terminale elettrico pur mantenendo le dette caratteristiche e/o funzioni elastiche.

Dalla descrizione effettuata risultano chiare le caratteristiche ed i vantaggi dell’invenzione. Il dispositivo descritto ha una elevata affidabilità e precisione di funzionamento in relazione alla qualità di trasmissione dei segnali radio, che non sono affette dalle mutevoli condizioni ambientali di temperatura ed umidità in cui il dispositivo stesso si trova di volta in volta ad operare. La presenza del coperchio 3, ovvero della parte di corpo realizzata in materiale a permettività predefinita e/o sostanzialmente costante, consente di realizzare una trasmissione migliorata o costante, eventualmente con una sorta di direzionalità del segnale in radiofrequenza, ad ulteriore vantaggio della qualità di trasmissione e della distanza coperta.

Il dispositivo à ̈ inoltre di realizzazione semplice ed economica, contraddistinto da una elevata robustezza strutturale e poco soggetto alle sollecitazione o vibrazioni tipicamente associate al funzionamento di una ruota di autoveicolo.

E chiaro che numerose varianti sono possibili per la persona esperta del ramo al dispositivo descritto come esempio, senza per questo uscire dall’ambito dell’invenzione così come definita nelle rivendicazioni allegate.

Nella forma di attuazione in precedenza esemplifica il corpo del dispositivo 1 consta di due sole parti, delle quali una formata con materiale metallico. In possibili attuazioni alternative, il corpo può comprende più di due parti assemblate tra loro, ferma restando il fatto che almeno una di tali parti, e preferibilmente la parte più prossima ai mezzi trasmissivi, sarà formata almeno parzialmente con il materiale a permettività elettrica predefinita e/o sostanzialmente costante per migliorare la trasmissione ed eventuale ricezione di dati. Inoltre la parte di supporto 2 può essere eventualmente formata con materiale plastico stampabile, preferibilmente addizionato con opportune cariche, quali cariche di irrobustimento, per garantire la necessaria solidità; in tal caso il fissaggio tra il coperchio 3 e la parte di supporto 2, opportunamente conformati a tale scopo, può essere con mezzi diversi da una ribaditura meccanica, quale ad esempio una saldatura.

Nell’esempio di attuazione raffigurato il dispositivo secondo l’invenzione à ̈ sostanzialmente configurato come un tappo per una comune valvola di ritegno di uno pneumatico. In una possibile forma di attuazione alternativa, e fermo restando il montaggio all’esterno dello pneumatico, il dispositivo secondo l’invenzione può essere fissato direttamente al cerchio R della ruota, in modo del tutto simile ad una usuale valvola, in corrispondenza di un foro passante del cerchio R che si affaccia all’interno del canale dello pneumatico T; ovviamente, in una tale applicazione, la forma della parte di raccordo 10 sarà modificata rispetto alla forma di attuazione illustrata e potrà avere struttura del tutto simile alla parte di fissaggio al cerchio di una comune valvola per pneumatici di autoveicoli. In tale ottica, in una ulteriore possibile forma di attuazione, il corpo di supporto del dispositivo, provvisto del coperchio in materiale a permettività elettrica costante, può anche essere ricavato direttamente dal corpo di una valvola di pneumatico.

Claims (15)

1. RIVENDICAZIONI 1. Dispositivo di monitoraggio di un pneumatico di una ruota di un veicolo, configurato per rilevare e trasmettere ad un ricevitore, tramite un collegamento senza fili, informazione relativa ad almeno una grandezza caratteristica dello stato del pneumatico, in particolare la sua pressione di gonfiamento, in cui il dispositivo di monitoraggio (1) ha un corpo (2, 3) per alloggiare un circuito (5) atto a trasmettere la detta informazione al ricevitore ad almeno una frequenza radio sostanzialmente predeterminata, caratterizzato dal fatto che il corpo (2, 3) à ̈ predisposto per essere fissato alla ruota (R) in posizione esterna al pneumatico (T) e comprende una prima parte di corpo (2), formata almeno in parte con un primo materiale, ed una seconda parte di corpo (3) formata almeno in parte con un secondo materiale, la prima e la seconda parte di corpo (2, 3) definendo tra loro un alloggiamento (4) per il circuito (5), il secondo materiale essendo un materiale sintetico avente permittività elettrica che à ̈ predefinita e/o sostanzialmente costante alla detta almeno una frequenza, in particolare per migliorare l’efficienza di trasmissione e/o ricezione alla detta almeno una frequenza.
2. 2. Dispositivo secondo la rivendicazione 1, in cui il secondo materiale à ̈ un materiale rigido, particolarmente un materiale plastico rigido.
3. 3. Dispositivo secondo la rivendicazione 2, in cui il secondo materiale à ̈ una resina a base poliftalamide o PPA.
4. 4. Dispositivo secondo una qualsiasi delle rivendicazioni 1-3, in cui la detta frequenza à ̈ compresa sostanzialmente tra 315 e 868 MHz e/o il secondo materiale ha un valore di permittività elettrica sostanzialmente pari o prossimo a 3.
5. 5. Dispositivo secondo la rivendicazione 1, in cui la seconda parte di corpo (3) presenta porzioni (3a-3e) aventi spessori differenti tra loro, includenti in particolare una porzione di base (3a) ed una porzione di testa (3c-3e) con lo spessore della porzione di base (3a) che à ̈ maggiore rispetto allo spessore della porzione di testa (3c-3e).
6. 6. Dispositivo secondo la rivendicazione 1 o 2, in cui la prima e la seconda parte di corpo (2, 3) sono predisposte per essere mutualmente fissate da una ribaditura o una deformazione meccanica locale della prima parte di corpo (2) sulla seconda parte di corpo (3).
7. 7. Dispositivo secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, in cui la prima parte di corpo (2) Ã ̈ formata con un materiale rigido, particolarmente un materiale metallico o un materiale plastico rigido.
8. 8. Dispositivo secondo le rivendicazioni 2 e 7, in cui la prima e la seconda parte di corpo (2, 3) sono mutualmente fissate tramite saldatura.
9. 9. Dispositivo secondo la rivendicazione 1, in cui almeno una tra la prima e la seconda parte di corpo (2, 3) à ̈ configurata per mantenere il circuito (5) in una posizione sostanzialmente predeterminata all’interno dell’alloggiamento (4).
10. 10. Dispositivo secondo la rivendicazione 1 o 9, in cui il circuito (5) ha un supporto di circuito (16) e la seconda parte di corpo (3) ha, in una sua porzione rivolta verso l’interno dell’alloggiamento (4), mezzi di posizionamento (22) per il supporto di circuito (5), i mezzi di posizionamento comprendendo in particolare una sede o un gradino (22) definito in detta porzione della seconda parte di corpo (3).
11. 11. Dispositivo secondo la rivendicazione 1 o 9, in cui - la prima parte di corpo (2) definisce un fondo (11) dell’alloggiamento (4) e la seconda parte di corpo (3) à ̈ configurata per sollecitare il circuito (5) verso il detto fondo (11), e/o - all’interno dell’alloggiamento (4) à ̈ supportato un elemento (20) che à ̈ almeno in parte deformabile elasticamente (20), il circuito (5) essendo interposto tra la seconda parte di corpo (3) e l’elemento deformabile elasticamente (20) in modo da essere supportato elasticamente nell’alloggiamento (4).
12. 12. Dispositivo secondo la rivendicazione 1 in cui la prima parte di corpo (2) ha una sede (13) delimitata perifericamente da una parete (12), la quale parete (12) ha almeno una porzione (12a) deformata meccanicamente, in particolare ribadita, su di una rispettiva superficie (3b) della seconda parte di corpo (3).
13. 13. Dispositivo secondo la rivendicazione 12, in cui la seconda parte di corpo (3) ha una parte inferiore (3a) ed una parte superiore (3c-3e), la parte inferiore (3a) essendo inserita all’interno della sede (13) in adiacenza alla detta parete (12), ove in particolare la parte inferiore (3a) cinge il circuito (5) ed ha spessore maggiore rispetto alla parte superiore (3c-3e).
14. 14. Dispositivo secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, in cui tra la prima e la seconda parte di corpo (2, 3) à ̈ operativamente interposto un elemento di tenuta (21), quale una guarnizione o-ring, dove in particolare almeno una tra la prima e la seconda parte di corpo (2, 3) definisce una sede di posizionamento (21a) per l’elemento di tenuta (21).
15. 15. Dispositivo secondo una o più delle rivendicazioni precedenti, in cui la prima parte di corpo à ̈, o appartiene a, il corpo di una valvola di pneumatico prevista per il fissaggio al cerchio (R) della ruota in corrispondenza di un relativo foro passante.