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WO2000066373A1 - Sistema para controlar las condiciones en un contenedor de fluidos - Google Patents

Sistema para controlar las condiciones en un contenedor de fluidos Download PDF

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WO2000066373A1
WO2000066373A1 PCT/ES1999/000129 ES9900129W WO0066373A1 WO 2000066373 A1 WO2000066373 A1 WO 2000066373A1 ES 9900129 W ES9900129 W ES 9900129W WO 0066373 A1 WO0066373 A1 WO 0066373A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
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valve
module
tire
fluid
energy source
Prior art date
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Ceased
Application number
PCT/ES1999/000129
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Fernando Gomez De Sebastian
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Individual
Original Assignee
Individual
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Individual filed Critical Individual
Priority to AU37108/99A priority Critical patent/AU3710899A/en
Publication of WO2000066373A1 publication Critical patent/WO2000066373A1/es
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Ceased legal-status Critical Current

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    • B60C23/0491—Constructional details of means for attaching the control device
    • B60C23/0494—Valve stem attachments positioned inside the tyre chamber

Definitions

  • This invention relates to a system for controlling various conditions of fluid containers, especially inflatable objects such as vehicle tires. More particularly, this invention is applicable to control systems that comprise a valve assembly for controlling the flow of fluid in or out of the container of said fluid and comprising a source of energy that is accessed without emptying or disassembling the container of fluid.
  • the radio frequency transmitter is fixed to each tire of the vehicle and operates in conjunction with a receiver located in the body of the vehicle.
  • the transmitter is preferably inside the tire to avoid exposure to damage by weathering agents or physical shock. Regardless of its location, the transmitter requires electrical power to operate.
  • the typical source of energy is a battery.
  • the present invention relates to a valve assembly that controls the flow of fluid in or out of a fluid container, especially inflatable objects such as a tire.
  • the valve assembly includes a power source that is easily accessible without disassembling the vehicle wheel or the wheel tire. At the same time, the energy source is protected from atmospheric agents, dirt, or other risks.
  • the valve assembly may also include an electrical device, such as a transmitter that can be placed inside the fluid container.
  • the valve assembly includes valves: an inner valve and an outer valve that cooperate to control the flow of fluid in or out of a fluid container such as a vehicle tire.
  • the inner valve controls the flow of fluid in or out of the container at the fluid inlet point or near that point.
  • the outer valve is outside the fluid container.
  • the outer valve cooperates with the inner valve to control the fluid inlet or outlet flow of the fluid container.
  • the valve assembly of this invention is typically part of an electrical circuit that can be mounted on a support plate that can be part of, or be fixed to, the base of the inner valve section.
  • a preferred construction of the valve assembly includes a transmitter module as part of the electrical circuit.
  • the transmitter module can be mounted on a support plate that is part of, or is fixed to, the base of the inner valve section.
  • the present invention relates to a valve assembly that includes a main body which in turn is hollow along its entire longitudinal axis, an outer body that is hollow along its entire axis and which is connected to a first section of the main body, a hollow insulating member along its axis and which is connected to a second section of the main body.
  • the gaps of the main body, the outer body, and the insulating member cooperate to define a continuous gap for the flow of fluid
  • the insulating member includes an inner valve that is associated with the insulating member in a manner that controls the flow of fluid to through the hollow
  • the outer body includes an outer valve associated with said outer body so that it controls the flow of fluid through the hollow.
  • the valve assembly according to the present invention may also comprise a source of electrical energy operatively connected to the inner valve and the outer valve.
  • the inner valve and the outer valve cooperate with the power source to form an electrical circuit.
  • a system for controlling conditions within a fluid container such as a tire includes the valve assembly according to the present invention, a power source, a transmitter module located within the fluid container for transmitting signals related to various conditions and a receiver module for receive the transmission of the signals from the transmitter module to communicate information to the user regarding the various conditions within the fluid container.
  • the valve assembly according to the present invention allows convenient subtraction and replacement of the energy source without altering the state of the fluid in the fluid container. There is no need to empty, open, or disassemble the fluid container to replace the energy source. This is particularly convenient when the fluid container is a vehicle tire. Because it is located between the components of the assembly, the energy source is protected against risks such as water, dirt, and physical forces. The diameter of the source is such that the fluid flows around the energy source.
  • the inner valve hermetically closes the air inside the tire when the power source is removed. Once the new energy source has been placed, the outer valve hermetically closes the air inside the tire.
  • valve assembly encloses the power source
  • the valve assembly complies with ISO standards for the dimensions of the valves in car tires.
  • the tire can be filled or deflated by typical means such as a service station manometer since the inner valve opens when the outer valve opens. The fluid flows around the energy source, passes through the open inner valve, and enters the tire.
  • Figure 1 is a longitudinal cross section of the valve assembly in a fluid container such as a vehicle tire.
  • Figure 2 is an exploded elevational and cross-sectional view of the valve assembly shown in Figure 1.
  • Figure 3 is an elevation view of the valve assembly of Figure 1 in a fluid container such as a vehicle tire.
  • Figure 4 is a block diagram of a transmitter module.
  • Figure 5 is a block diagram of a receiver module.
  • Figure 6 is a block diagram of a main module.
  • Figure 7 is an internal cross-section of the rubber tire cover with an ingenuity for detecting the wear of the tread surface of the tire and an ingenuity for signaling the expiration date of the tire.
  • Figure 8 is an elevation view of a T-key to be used with the valve assembly of Figure 1.
  • Figure 9 is a cross section of the long arm of the T-key shown in Figure 8.
  • the valve assembly comprises two valves, one inside and one outside, which cooperate to control the flow of fluid in or out of a fluid container, especially inflatable objects such as fluid tires. From now on, reference will be made to an inflatable object, but the fluid container is not limited to inflatable objects.
  • the inner valve is partially inside the inflatable object and controls the flow of fluid into and out of the inflatable object.
  • the outer valve is outside the inflatable object. The outer valve cooperates with the inner valve to control the inflow or outflow of fluid from the inflatable object.
  • the valve assembly has a replaceable source of energy, such as a battery, between the two valves.
  • the outer valve is closed and prevents outflow from the inflatable object.
  • the inner valve also opens to allow the flow of fluid into or out of the inflatable object.
  • the inner valve component closes and prevents the outflow or fluid flow of the inflatable object.
  • the valve assembly according to the present invention allows a comfortable extraction and replacement of the energy source without altering the state of the fluid in the inflatable object. There is no need to deflate or otherwise disassemble the inflatable object to replace the power source. This is particularly convenient when the inflatable body is a vehicle tire. By being placed between the valve components, the energy source is protected against risks such as water, dirt, and physical forces.
  • the power source in the valve assembly can be replaced without deflating the tire or even separating the wheel from the vehicle.
  • the inner valve hermetically closes the air inside the tire when the power source is removed.
  • the outer valve hermetically closes the air inside the tire.
  • the tire can be inflated or deflated in the usual way since the inner valve opens when the outer valve opens.
  • the valve assembly according to the invention is typically part of an electrical circuit that can be mounted on a support plate that can be attached to the base of the inner valve.
  • An advantageous embodiment of the valve assembly comprises a transmitter module incorporated into the electrical circuit, mounted on the support plate that is part, or is associated with, the base of the inner valve.
  • the valve assembly according to the present invention comprising a power source and a transmitter module can be used together with a receiver module and a main module, to form a system to control the conditions within an inflatable object such as a vehicle tire.
  • the transmitter module is typically an electrical circuit for transmitting data by radio waves.
  • the transmitter module may also comprise sensors such as pressure or temperature sensors.
  • the transmitter module is located inside the inflatable object and obtains data about the conditions inside thanks to the sensors. The data is then transmitted to a receiver module.
  • the receiver module is a frequency receiver and data processor unit that receives and processes the data received from the transmitter module.
  • the results data are sent to a main module connected to the receiver module.
  • the main module is a unit that receives and processes the data from the receiver module.
  • the resulting information is displayed for user observation, such as the driver of a vehicle.
  • the valve assembly (1) comprises a main body (200) which can be a tubular body with an outer end (203) and a basal end (204).
  • the recess (201) is in the longitudinal central part of the main body (200) and allows the flow of the fluid such as the flow of air through the main body (200).
  • the inner valve (206) and the outer valve (301) are at opposite ends of the recess (201).
  • the power source (4) is shown in the form of a cylindrical cell in the recess (201) between the inner valve (206) and the outer valve (301).
  • the base (202) is positioned inside the inflatable object (100) which can be a vehicle tire.
  • the base (202) cooperates with a nut (21 3) to secure the valve assembly (1) to the inflatable object (100).
  • a notch (21 1) to house a toroidal ring (212) prevents fluid leaks between the upper edge of the base (202) and the inflatable member
  • the nut (21 3) comprises notches (21 4) adapted to fit the corresponding parts of a T-wrench (60) shown in Figures 8 and 9 and which are used to separate the nut (213) from the main body (200 ).
  • the insulating member (205) can be a cylindrical body and is positioned within the recess (201) in the base (202) of the main body (200).
  • the insulating member (205) is made of electrically non-conductive material so that it insulates the main body (200) from electrical contacts with the inner valve (206).
  • the inner valve (206) as shown in Figures 1 and 2 may be one of the known howitzer valves that control the flow of fluid such as air and is located at the basal end (204) of the main body (200) .
  • the inner valve (206) is secured inside the orifice of the insulating member (205).
  • the inner valve (206) comprises an inner valve cylinder (207), an inner howitzer head (208) and an inner howitzer rod (209).
  • the inner valve cylinder (207) fits the orifice of the insulating member (205) and contains part of the inner howitzer rod (209).
  • the inner shell rod may be in contact with the positive pole of the power source (4).
  • the other end of the inner howitzer rod (209) is connected to the inner howitzer head (208) that is outside the inner valve cylinder (207).
  • a spring (210) is wound around the section of the inner howitzer rod (209) that extends outside the inner valve cylinder (207) and is in contact with the power source. The normal action of the spring (210), in the absence of external forces, is to move the inner howitzer rod (209) so that the inner howitzer head
  • the outer body (300) can be a tubular body and is connected to the outer end (203) of the main body (200).
  • the outer valve (301) as shown in Figures 1 and 2 can also be one of the known howitzer valves and controls the flow of fluid at the outer end (203) of the main body (200).
  • the outer valve (301) fits inside the hole in the outer body (300).
  • the outer valve (301) may be identical to the inner valve (206).
  • the outer valve (301) comprises an outer valve cylinder (302), an outer howitzer head (303) and an outer howitzer rod (304).
  • the outer valve cylinder (302) conforms to the hole in the outer body (300) and contains part of the outer shell rod (304).
  • the outer shell rod (304) is connected to the outer shell head (303) that is outside the outer valve cylinder (302).
  • the outer howitzer head (302) is in contact with the negative pole of the power source (4).
  • a spring (305) is wound around the section of the outer shell rod (304) that extends outside the outer valve cylinder (302). The normal action of the spring (305) displaces the outer howitzer rod (304) so that the outer howitzer head (303) tightly closes the outer valve cylinder (302) thus preventing fluid flow through the orifice of the body main (200).
  • the outer body (300) has indentations (308) adapted to adjust the corresponding parts of a tool (60) shown in Figures 8 and 9 used to comfortably remove the outer body ( 300) of the main body (200).
  • a groove (306) inside the main body (300) that contains a toroidal ring (307) to prevent fluid leaks where the upper edge of the main body (200) is.
  • a valve cover (310) and the gasket (309) to be placed on the outer end of the outer body (300) are also shown in Figure 2.
  • the inner valve (206), the outer valve (301) the main body (200), and the outer body (300) are all made of electrically conductive material.
  • the inner valve (206) is in contact with the positive pole of the power source (4).
  • the inner howitzer head (208) is also connected to an electrically conductive element (21) such as an elastic metal strap or a metal spring.
  • the outer valve (301) is in contact with the negative pole of the power source (4).
  • the electrical energy of the energy source (4) circulates through the outer valve (301), the outer body (300), and the main body (200).
  • the base (202) is connected to another electrically conductive element (22) which can be the material used to weld the support plate (5) to the base (202) of the main body (200).
  • the insulating member (205) prevents direct electrical contact between the inner valve (206) and the main body (200).
  • the outer howitzer rod (304) When fluid such as air is added to the tire using conventional air pumps, the outer howitzer rod (304), the mechanism that is applied to the mouth of the external valve moves the outer howitzer rod (304) into the interior of the hollow (201), and this rod in turn displaces the inner howitzer head (303) and the energy source (4) towards the base (202) of the main body (200). As the energy source (4) moves, it also displaces the inner howitzer rod (209) and the inner howitzer head (208) so that the inner valve (206) opens even more than it was in the absence of the external force of the mechanism at the mouth of the outer valve. The air can then circulate freely through the outer valve (301), through the gap (201) around the power source (4), and through the inner valve (206), in or out of the object inflatable (100).
  • valve assembly (1) is the convenient way in which the energy source (4) can be removed and replaced without having to deflate or otherwise alter the inflatable object. In the case of a tire, there is no need to separate the wheel from the vehicle nor does it have to deflate and separate the tire from the tire to replace the power source (4).
  • the energy source (4) is made accessible by first separating the outer body (300) with its outer valve (301) from the main body (200). From that moment on, the energy source (4) no longer exerts any force on the inner howitzer rod (209). The normal action of the spring (210) then displaces the inner shell rod (209) towards the outer end (203) of the main body (200). The inner howitzer head (208) then forms a tight seal with the edge of the inner valve cylinder (207). Thus, although the outer valve (301) has been removed, the inner valve (206) prevents fluid from leaving the inflatable object.
  • the exhausted battery is removed with the short magnetized arm of the T-key (60), or falls by the action of gravity.
  • the new energy source is placed in the hole (201) and in the outer body (300) is reconnected to the outer end of the main body (200).
  • the valve assembly (1) shown in Figure 1 recovers its normal operation according to which the outer valve (301) is closed and the power source (4) cooperates with the inner valve (206) to maintain said inner valve at least partially open
  • the T-key (60) comprises a long arm (62) having a widened upper section (69) and a widened lower section (68).
  • Section (69) has a hole (64) that crosses it from part to part and where cross the cylindrical arm (65).
  • Section (68) has a plurality of projections (66).
  • the T-key (60) can have covering elements (67) that are adapted to be located at the ends of the cylindrical arm (65).
  • the projections (66) fit into the indentations (308) located in the outer body (300) and in the indentations (21 4) located in the nut (21 3).
  • the cylindrical arm (65) can be magnetized in order to facilitate the extraction of the energy source (4) from the valve assembly (1).
  • the power source (4) typically used in the valve assembly (1) of the present invention may be a series of batteries that provides sufficient current to operate the electrical circuit components formed by the battery and the valve assembly (1).
  • the total diameter of the energy source (4) is typically at least 0.3 mm smaller than the diameter of the hole (201) in order to allow adequate fluid flow around the energy source (4).
  • the design of the valve assembly (1) allows adjusting as appropriate the length of the hole to be contained in the battery. From a practical point of view, the gap can be extended up to 25 mm if desired.
  • the hole (201) can also be hooked up to 8.7 mm in diameter if desired. It is particularly advantageous that these adjustments can be made without changing the external dimensions of the valve assembly (1), which in its current construction complies with the ISO standards for automobile tire valves.
  • a possible source of energy (4) can be a series or sequence of three batteries that is on the market, in which each battery is 1, 4 volts, 230 mA / hour, has a diameter of 7.8 mm and a height of 5.4 mm.
  • Commercial sequences of such batteries typically have a coating common to all three batteries, an outside diameter, including the coating material, 7.9 mm and a height of 16.2 mm.
  • Such a sequence of three batteries has a potential difference of 4.2 volts and an electrical charge of 230 mA / hour. If the valve assembly (1) is used in a system to control the conditions of a tire and the vehicle is used about 4 hours per day, such a sequence of batteries can last up to 2 years.
  • Another possible series or sequence of batteries is a series or sequence of four batteries that is offered in the market, in which each battery is 1, 4 volts, 1 30 mA / hour with a diameter of 7.9 mm and height of 3.6 mm Such a sequence of four batteries has a potential difference of 5.6 volts and an electrical charge of 130 mA / hour. It is advantageous to configure the shape of the energy source (4) so that the end inserted in the valve assembly (1) has a different shape in relation to the other end of the power source (4), in order to ensure that the end The correct source of energy (4) is the one that is first introduced into the valve assembly (1).
  • the power source (4) has a conical end (24) and the upper section
  • the conical end (23) of the insulating member (205) is configured to fit the conical end (24).
  • the conical end (24) of the power source (4) establishes contact with the inner valve (206) only if it fits the upper section (23).
  • the opposite end of the energy source (4) is not conical. Therefore, if the non-conical end were inserted into the recess (201), the power source (4) would not fit into the upper section (23) of the insulating member (205) and would not establish contact with the inner valve (206 ). The user would be alerted immediately after the incorrect orientation of the energy source (4) and would proceed to the appropriate correction.
  • the valve assembly (1) according to the present invention and the energy source (4) can be used to provide electrical power with an electrical device or a chip connected to the conductive elements (21) and (22) as illustrated in the Figures 1 and 3.
  • the outer valve (301), the outer body (300), the inner valve (206), and the main body (200 ) cooperate with the power source (4) to form an electrical circuit.
  • Useful electrical devices, circuits, or chips can be selected from those offered in the market, for example in the National Semiconductor Handbook of the United States or in other manuals that are known in circles of the electronic engineers
  • the electrical device, the circuit, or the chip can be mounted on a support plate (5) that can be part of, or be attached to, the base (202) of the main body (200).
  • a transmitter module (6) is connected to the electrical conductive elements (21) and (22) so that it is part of the electrical circuit formed by the valve assembly (1) and the energy source (4) .
  • the transmitter module (6) can be mounted on the support plate (5) which can be a part of, or be attached to, the base (202) of the main body (200) as shown in Figures 1 and 3.
  • the support plate (5) is also inside the inflatable object (100).
  • the base (202), the support plate (5), and the transmitter module (6) are subject to strong centrifugal forces. Therefore it is important that the main body (200) and the base (202) are strongly attached to the wheel rim. Likewise, it is important that the support plate (5) is part of the main body (200) or that it is strongly attached to the base (202) of the main body (200) to avoid the separation of the support plate (5).
  • One way to ensure the fixing of the support plate (5) to the base (202) is by proper welding.
  • the valve assembly (1) has the support plate (5) typically welded directly to the base (202), very close to the inner end (204).
  • This support plate (5) is also electrically conductive, and the fuse material used for welding is also electrically conductive.
  • the electrical circuit card (63) is typically fastened by screwing, for example by four screws (61), to the support plate (5), the screws (61) being electrically conductive as well. Negative electricity reaches the circuit board (63) through the screws (61), which in turn are connected to the support plate (5), which in turn is connected either to the fuse material that it is connected to the base (202) or directly to it, which through the main body (200) cooperates with the outer body (300), and with the outer valve (301) to take said negative electricity from the negative pole of the power source (4).
  • the surface of the support plate (5) is typically rectangular and slightly larger than the surface of the electrical circuit board (63).
  • the electrical circuit card (63) is typically attached to the support plate (5) by four screws (61), each located very close to corresponding angles of the rectangle, and being free between the support plate ( 5) and the electrical circuit card (63) an equal portion of each screw (61), so that the electrical circuit card (63) is mounted on the support plate (5) a few millimeters away from said plate of support (5) and without other contact with said support plate (5) more than the screws themselves (61).
  • the welding location between the support plate (5) and the base (202) is typically located at a point on the perimeter circumference of the base (202), so that the plane of the support plate (5) is tangential to the perimeter circumference of the base (202).
  • the electrical circuit card (63) is typically fastened by screws (61) to that face of the support plate (5) that is in front of the gap (201) so that, according to the preferred construction described in the previous paragraph, one of its edges will be positioned in front of the central axis of said hole (201) and therefore the distance to which the electrical circuit card (63) must be from the support plate (5) must broadly coincide with the radius of the base (202) less than the thickness of the support plate (5) and the electrical circuit board (63) advise.
  • a V-shaped elastic metal strip (21) is typically installed, which will be connected to the positive end of the electrical circuit board (63).
  • the inner howitzer head (208) charged with positive electricity by the physical contact between the inner howitzer rod (209) and the positive pole of the power source (4), will emerge through the hollow of the insulating member (205) according to a position coinciding with the central axis of the hole (201).
  • the distended position of the V-shaped elastic metal strip (21) must be such that its outer end reaches beyond where the inner howitzer head (208) will reach.
  • the transmitter module (6) is an electrical circuit that includes a pressure sensor (7) and a temperature sensor (8), a microcontroller (13) , and a radio frequency transmitter (1 4) that receives electrical energy from the power source (4).
  • the pressure sensor (7) is typically an electrical device that measures the pressure of the fluid in an inflatable medium such as a tire.
  • Such devices are known in the prior art, such as in US 4804808, US 4823107, US 48931 10, US 5071259, US 5140851, US 5193387, US 5297424, US 5573610, US 5656993, GB 21 71 548, DE 2656235, DE 19522486, and FR 2225300, all they incorporated for reference purposes.
  • the temperature sensor (8) is typically an electrical device that measures the temperature inside the inflatable object (100) such as a tire.
  • the radio frequency transmitter (1 4) is also known in the state of the art, such as one of the ios radio frequency transmitters disclosed in US 3533063, and US 4737760. Such transmitters are described in the aforementioned National Semiconductor Handbook higher.
  • the microcontroller (1 3) controls the power consumption and the transmission of the signals of the transmitter module (6). Useful microcontrollers for use in the transmitter module (6) are known in the state of the art and are commercially accessible.
  • the block diagram in Figure 4 shows a transmitter module (6) that is particularly useful for use in the valve assembly (1) that contains a battery as a source of energy (4) and is used in a vehicle tire.
  • the transmitter module (6) can be used to control the pressure and temperature conditions inside the vehicle's tire.
  • Tai transmitter module (6) may comprise additional electrical devices or circuits that are known in the electronics field, such as a pressure sensor data conditioner (9), a temperature sensor data conditioner (10) , an analog-digital pressure data converter (1 1), and an analog-digital temperature data converter (12).
  • the transmitter module (6) may also comprise other known devices, such as a battery recharging device (1 7), a tread surface wear detector (1 8), an expiration date detector (19), and a wheel motion detector (20).
  • the pressure sensor (7) and the temperature sensor (8) measure the pressure and temperature conditions inside the tire.
  • the pressure data is communicated from the pressure sensor (7) to the analog-digital pressure conditioner (9) where the data is conditioned and then transferred to the analog-digital pressure data converter (1 1) in order to Convert analog pressure data to your digital form.
  • the temperature data is communicated from the temperature sensor (8) to the analog-digital temperature conditioner (10) where the data is conditioned and then transferred to the converter Analog-digital temperature data (12) in order to convert analog temperature data to its digital form.
  • the analog-digital converters (1 1) and (12) send the digital pressure and temperature data to the microcontroller (13).
  • the microcontroller (1 3) adds an identification code for each tire of the vehicle to the pressure and temperature data received by the corresponding tire.
  • the identification code associates the pressure-temperature data with a given tire and prevents interference from signals transmitted by similar transmitter modules in other vehicles.
  • the microcontroller (13) can be programmed to operate in a manner that minimizes power consumption to increase battery life. In a construction, the microcontroller (13) is programmed to enter the low power consumption mode when a preprogrammed time interval has elapsed without the wheels turning.
  • the transmitter module (6) includes a wheel motion detector (20) that is able to distinguish between a stationary or moving vehicle. Such detectors are known, such as WO
  • a useful wheel movement detector (20) can be a mercury bulb system, an electric induction system using relative magnetic field, or a system that includes a pair of metal lamellae.
  • the wheel motion detector (20) transmits signals to the microcontroller (1 3) that indicate whether the vehicle is stationary or moving.
  • the microcontroller (1 3) is programmed to enter the low power consumption mode if the vehicle is stopped for a pre-programmed period of time.
  • the wheel motion detector (20) detects that the vehicle is in motion, it sends a signal to the microcontroller (13) so that the microcontroller (13) can switch to normal power consumption mode for normal operation.
  • the tread surface wear detector (18) is typically located on the rubber cover (101) of a tire as illustrated in Figure 7.
  • the tread surface wear detector (18) is known in The state of the art and typically consists of wired terminals that reach a certain position with respect to the outer race surface of a new tire. When the tread surface has worn down to the particular position of the wired terminals, a signal is sent to the microcontroller (1 3).
  • the expiration date detector (19) can also be inserted in the rubber section of the tire (101) as shown in Figure 7.
  • An expiration date detector is typically a clock with its own battery.
  • the expiration date detector (19) can be programmed to send a signal to the microcontroller (1) at a specific date, that considered as the expiration date of the tire.
  • the battery charger (1 7) can also be a part of the transmitter module
  • a useful battery charger (1 7) is a rotor that converts rotation energy into electrical energy. The electrical energy generated can be used to recharge the battery used as a source of energy (4) within the valve assembly (1).
  • valve assembly (1) can be advantageously used as part of the known systems to control conditions such as pressure and temperature within the tires of a vehicle.
  • a particularly advantageous system includes the valve assembly (1) with the transmitter module (6) and a receiver module (30) that is capable of receiving and processing the data transmitted by the transmitter module (6).
  • Suitable receivers for use as receiver modules are known in the prior art, for example in US 4734674, US 5573610, EP 671289, and WO 90/001 19, all of which are included herein for reference purposes.
  • FIG. 5 is a block diagram of a receiver module (30) that can be used with the valve assembly (1) and a transmitter module (6) in a system to control conditions in a vehicle tire.
  • the receiver module (30) comprises a radio frequency receiver (31), a bus control (33) and a microcontroller (34).
  • the radio frequency receiver (31) receives signals transmitted by a transmitter module tai such as the transmitter module (6) of Figure 4.
  • a transmitter module tai such as the transmitter module (6) of Figure 4.
  • Commercially accessible receivers such as RFSolutions RX1 -XXA are suitable for use in the receiver module (30).
  • the signals are then transmitted to the microcontroller (34) for processing.
  • the microcontroller (34) is an integrated chip designed to control the receiver module (30).
  • the microcontroller (34) performs the logical control of the receiver module (30). Microcontrollers known in the market can be used in the receiver module (30).
  • the microcontroller (34) may also comprise a decoder (35), a data and code check filter (36), a transmitter bus control (37), and a receiver bus control (38), whose functions can be performed either by a software algorithm programmed in the microcontroller (34), or either by an electrical circuit. Functions are typically performed by software algorithms.
  • the decoder (35) decodes the serial data that has been received by the receiver module (30).
  • the data and code check filter (36) checks whether the codes in the signals match the identification codes in the system tires.
  • the transmitter bus control (37) and the receiver bus control (38) communicate with the bus control (33).
  • the bus control is known and is typically a physical connection of wires or cable.
  • a bus control particularly useful for cars has been made commercially accessible in Europe by the firm BOSCH and is known as "CAN bus" (deriving CAN from the term Controller Area Network) and comprises two cables and a microcontroller.
  • the microcontroller (34) may also comprise an embedded memory unit (32) such as an EEPROM memory that stores the identification code for each tire. Known memory units such as Microchip 12CE5XX can be used.
  • the microcontroller (34) uses the stored identification code to associate the data received by the receiving module (30) with a certain tire of those controlled by the system. This ability to associate data with tires prevents interference from signals transmitted by transmitter modules in other vehicles.
  • the total number of receiver modules (30) in the system depends on specific factors such as the length of the vehicle, the transmission range of the transmitter module, and possible legal restrictions on radio frequency transmission.
  • the range of a transmitter module (6) as described here is about 15 meters, so that a normal car can carry a single receiver module (30).
  • heavy trucks with several heavy trailers, as may occur in Australia may require more than one receiver module.
  • the range of a transmitter can be increased using a higher power battery, which is possible according to the present invention. Therefore, it may be possible to use a single receiver in long vehicles if suitable batteries are used.
  • Possible future legal restrictions on radio transmissions may mean that the scope of transmissions is restricted so that a receiver module is needed for each tire.
  • the receiver modules are connected to the system via the bus control (33).
  • the receiver module (30) receives the electrical energy for its operation from a power source (45) such as the vehicle's battery.
  • FIG. 6 is a block diagram of the main module (40) that is connected to the receiver module (30) typically by a cable.
  • the main module (40) that is connected to the receiver module (30) typically by a cable.
  • the main module (40) receives and processes the data from the receiver module (30) and displays the resulting information to the driver of the vehicle.
  • the main module (40) also establishes the communication protocol with for all the receiver modules (30) in the system.
  • the main module (40) receives the electrical energy for its operation from a power source (45) such as the vehicle's battery.
  • the main module (40) comprises a microcontroller (42), a bus control (41), a screen controller (46), and a screen device (47).
  • Bus control a microcontroller (42), a bus control (41), a screen controller (46), and a screen device (47).
  • the CAN bus described above can also be used as a bus control (41) in the main module (40).
  • the main module (40) can be located inside the vehicle so that the driver can read the information on the screen (47), which for example can be liquid crystal.
  • the microcontroller (42) in an integrated chip of the accessible merchants, such as PIC 16C6X, which performs the logic control of the main module (40).
  • the microcontroller (42) comprises a transmitter bus control (50), a receiver bus control (51), and a data and display controller (52) whose functions can be performed by a software algorithm programmed in the microcontroller (42) or by means of electrical circuits. The operation is typically done by software algorithms.
  • the transmitter bus control (50) sends the data to the bus control (41) and the receiver bus control receives data from the bus control (41).
  • the data and display controller (52) generates a sequence of commands to display information in the screen wit (47).
  • An alarm control unit (53) is part of the microcontroller (42) that checks various parameters and generates alarm signals under certain circumstances.
  • the alarm control unit (53) can detect when the received data is within or outside certain preset limits and generates an alarm signal depending on the result of the comparison of the data received with the values that have been previously programmed in the main module (40).
  • the alarm control unit (53) can be programmed to notify when the battery charge is nearing its end, or when the pressure is outside certain limits, or when the allowed rolling surface has been consumed, or when the expiration date of the tire rubber has been exceeded.
  • the main module (40) can also comprise a memory unit (43) such as an EEPROM memory that can store the data received by the receiving module (30).
  • the main module (40) can be programmed so that the data received during a particular period, for example the last three hours of vehicle operation, is recorded in the memory unit (43). Data can be retrieved later to determine the conditions of the tires during that period. This can be useful after an accident to determine the conditions of each tire before or during the accident.
  • An input device (44), such as keys or buttons, can be included in the main module (40) to enter values such as those of tolerable intervals for air pressure in the tires and must be the ones to be compared with the data that arrives from the receiver module (30) to decide if the alarm is activated.
  • An output plug (49) for connection to a computer can also be included in the main module (40).
  • An infrared ray connection (48) can also be included to cooperate with the infrared radiation link control (54) in the microcontroller (42) in order to communicate with other devices that have infrared radiation connection capability.
  • the valve assembly of the present invention can also be used in known systems that control various conditions such as temperature or pressure inside inflatable objects such as the tires of a vehicle.

Landscapes

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Abstract

El conjunto valvular (1) según la presente invención comprende dos válvulas (206, 301), una interior y otra exterior, que cooperan para controlar el flujo de entrada o salida de fluido de un contenedor de fluido, tal como un neumático de vehículo. La válvula exterior (301) coopera con la válvula interior (206) para controlar el flujo de entrada o salida de fluido de un contenedor. El conjunto valvular contiene una fuente de energía (4) entre las dos válvulas. Durante operaciones normales, la válvula exterior está cerrada y evita el flujo de salida desde el objeto inflable. Cuando la válvula exterior se abre, la válvula interna también se abre para permitir el flujo de entrada o salida de fluido del objeto inflable. Cuando se saca la válvula exterior, la válvula interior se cierra y evita el flujo de salida o entrada de fluido del objeto inflable. La fuente de energía del conjunto valvular puede sustituirse cómodamente sin necesidad de desinflar o desmontar el contenedor de fluido. Esto es particularmente ventajoso cuando el contenedor de fluido es un neumático de un vehículo. Al estar ubicada dentro del conjunto valvular, la fuente de energía está protegida contra riesgos como el agua, la suciedad y golpes físicos. La fuente de energía puede ser sustituida sin necesidad de desinflar el neumático. El neumático puede inflarse o desinflarse de forma habitual ya que la válvula interior se abre cuando la válvula exterior se abre. El conjunto valvular y la fuente de energía forman parte de un circuito eléctrico que puede montarse en una placa de soporte que puede sujetarse a la base de la válvula interior.

Description

SISTEMA PARA CONTROLAR LAS CONDICIONES EN UN CONTENEDOR DE FLUIDOS.
OBJETO DE LA INVENCIÓN Esta invención se refiere a un sistema para controlar varias condiciones de contenedores de fluidos, especialmente objetos inflables como neumáticos de vehículos. Más particularmente, esta invención es aplicable a sistemas de control que comprenden un conjunto valvular para controlar el flujo de entrada o salida de fluido del contenedor de dicho fluido y que comprende una fuente de energía a la que se accede sin vaciar o desmontar el contenedor de fluido.
ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN
Es bien sabido que varias condiciones de los neumáticos de un vehículo deben ser controladas para elevar la seguridad, comodidad y economía de la conducción del vehículo. Tales condiciones incluyen la temperatura y presión interiores, el desgaste de la superficie de rodadura, y la fecha de caducidad fijada por el fabricante. Varios sistemas para controlar condiciones como la presión en neumáticos de vehículos han sido divulgados en la bibliografía. Dos tipos de tales sistemas han sido descritos en US 4609905. El primer tipo es la lectura directa de ia presión del fluido en un neumático en donde ajustes a escala que giran, o cintas eléctricas anulares son usadas en la superficie de contacto entre la rueda y el cuerpo del vehículo. Un segundo tipo es la transmisión de información acerca de la presión del aire a través de un par inductivo o magnético. Un tercer tipo es el que usa transmisores de radiofrecuencia y receptores que usan ondas de radio para comunicar los datos entre el neumático del vehículo y el conductor del vehículo.
El transmisor de radiofrecuencia se fija en cada neumático del vehículo y opera en conjunción con un receptor ubicado en el cuerpo del vehículo. El transmisor está preferiblemente en el interior del neumático para evitar su exposición a daños por agentes de ia intemperie o por golpes físicos. Independientemente de su ubicación, el transmisor requiere energía eléctrica para su funcionamiento. La fuente típica de energía es una pila.
Ya que el transmisor está ubicado dentro del neumático, el recambio de cualquier fuente de energía en el transmisor requiere la inconveniencia de tener que desmontar la rueda del vehículo, desinflar el neumático, y separar la cubierta de caucho de la llanta metálica. Este problema ha sido tratado de varias formas en la bibliografía. Sistemas de control en los que la fuente de energía se ubica fuera del vehículo como parte del transmisor se mencionan en GB 2279169 y WO 91 /04874. No obstante, tales sistemas son susceptibles de recibir daño de los agentes atmosféricos, de la suciedad, y de los golpes físicos. Otros sistemas con la fuente de energía dentro del neumático han sido diseñados para usar cantidades mínimas de energía eléctrica a fin de prolongar la vida útil de la fuente de energía. No obstante, las fuentes de energía como las pilas involucradas duran menos de doce meses incluso con períodos largos de actividad baja o nula. Si la fuente de energía se agota prematuramente, el recambio exige desmontar la rueda del vehículo y desinflar y desmontar el neumático.
El problema de procurar energía eléctrica a un ingenio eléctrico dentro del neumático mediante una fuente de energía cómodamente recambiable no ha sido resuelto por los sistemas en el estado de la técnica.
RESUMEN DE LA INVENCIÓN
La presente invención se refiere a un conjunto valvular que controla el flujo de entrada o salida de fluido de un contenedor de fluido, especialmente objetos inflables tales como un neumático. El conjunto valvular incluye una fuente de energía a la que se accede cómodamente sin desmontar la rueda del vehículo ni el neumático de la rueda. AI mismo tiempo, la fuente de energía está protegida de los agentes atmosféricos, de la suciedad, o de otros riesgos. El conjunto valvular puede también incluir un ingenio eléctrico, tal como un transmisor que puede ser colocado dentro del contenedor de fluido.
El conjunto valvular según la presente invención incluye válvulas: una válvula interior y una válvula exterior que cooperan para controlar el flujo de entrada o salida de fluido de un contenedor de fluido tal como un neumático de vehículo. La válvula interior controla el flujo de entrada o salida de fluido del contenedor en el punto de entrada del fluido o cerca de dicho punto. La válvula exterior está fuera del contenedor de fluido. La válvula exterior coopera con la válvula interior para controlar el flujo de entrada o salida de fluido del contenedor de fluido. El conjunto valvular de esta invención forma parte típicamente de un circuito eléctrico que puede montarse sobre una placa de soporte que puede ser parte de, o estar fijada a, la base de la sección de válvula interior. Una construcción preferida del conjunto valvular incluye un módulo transmisor como parte del circuito eléctrico. El módulo transmisor puede montarse sobre una placa de soporte que es parte de, o está fijada a, la base de la sección de la válvula interior.
Más particularmente, la presente invención se refiere a un conjunto valvular que incluye un cuerpo principal que a su vez está hueco a lo largo de todo su eje longitudinal, un cuerpo exterior que está hueco a lo largo de todo su eje y que está conectado a una primera sección del cuerpo principal, un miembro aislante hueco a lo largo de su eje y que está conectado a una segunda sección del cuerpo principal. Los huecos del cuerpo principal, del cuerpo exterior, y del miembro aislante cooperan para definir un hueco continuo para el flujo de fluido, en donde el miembro aislante incluye una válvula interior que se asocia al miembro aislante de forma que controla el flujo de fluido a través del hueco, y en donde el cuerpo exterior incluye una válvula exterior asociada a dicho cuerpo exterior de forma que controla el flujo de fluido a través del hueco.
El conjunto valvular según la presente invención puede comprender también una fuente de energía eléctrica operativamente conectada a la válvula interior y a la válvula exterior. La válvula interior y la válvula exterior cooperan con la fuente de energía para formar un circuito eléctrico. Durante el uso normal del conjunto valvular según la presente invención, no hay cambio alguno en el procedimiento actualmente empleado para añadir o sacar fluido mediante las válvulas que son bien conocidas en el estado de la técnica. A diferencia de las válvulas conocidas, el conjunto valvular de la presente invención también permite al usuario sacar y sustituir la fuente de energía sin vaciar o desmontar el contenedor de fluido.
Un sistema para controlar condiciones dentro de un contenedor de fluido tal como un neumático incluye el conjunto valvular según la presente invención, una fuente de energía, un módulo transmisor ubicado dentro del contenedor de fluido para transmitir señales relacionadas a varias condiciones y un módulo receptor para recibir la transmisión de las señales del módulo transmisor para comunicar información ai usuario respecto las varias condiciones dentro del contenedor de fluido.
El conjunto valvular según la presente invención permite la cómoda sustracción y sustitución de la fuente de energía sin alterar el estado del fluido en el contenedor de fluido. No hay necesidad de vaciar, abrir, o desmontar el contenedor de fluido para recambiar la fuente de energía. Esto es particularmente conveniente cuando el contenedor de fluido es un neumático de vehículo. Por estar ubicada entre los componentes del conjunto, la fuente de energía está protegida contra riesgos tales como agua, suciedad, y fuerzas físicas. El diámetro de la fuente es tal que el fluido fluye alrededor de la fuente de energía. Cuando el conjunto valvular se usa en un neumático, la fuente de energía puede recambiarse sin desinflar el neumático y ni siquiera sacar la rueda del vehículo. La válvula interior cierra herméticamente el aire en el interior del neumático cuando se saca la fuente de energía. Una vez se ha colocado la nueva fuente de energía, la válvula exterior cierra de nuevo herméticamente el aire del interior del neumático.
Estas ventajas se consiguen mientras se manteniene el conjunto valvular dentro de las normas ISO para las dimensiones de las válvulas para neumáticos de coche y permitiendo los procedimientos habituales aplicados por los usuarios. Aunque el conjunto valvular encierra la fuente de energía, el conjunto valvular cumple con las normas ISO para las dimensiones de las válvulas en los neumáticos de coches. El neumático puede ser llenado o desinflado por los medios típicos tales como un manómetro de estación de servicio ya que la válvula interior se abre cuando la válvula exterior se abre. El fluido fluye alrededor de la fuente de energía, atraviesa la válvula interior abierta, y entra en el neumático.
BREVE DESCRIPCIÓN DE LOS DIBUJOS
La figura 1 es una sección transversal longitudinal del conjunto valvular en un contenedor de fluido tal como un neumático de vehículo. La figura 2 es una vista despiezada en alzado y en sección transversal del conjunto valvular mostrado en la figura 1 .
La figura 3 es una vista en alzado del conjunto valvular de figura 1 en un contenedor de fluido tal como un neumático de vehículo.
La figura 4 es un diagrama de bloques de un módulo transmisor. La figura 5 es un diagrama de bloques de un módulo receptor.
La figura 6 es un diagrama de bloques de un módulo principal.
La figura 7 es una sección interna transversal de la cubierta de caucho de un neumático con un ingenio para detectar el desgaste de la superficie de rodadura del neumático y un ingenio para señalar la fecha de caducidad del neumático. La figura 8 es una vista en alzado de una llave en T a ser usada con el conjunto valvular de la figura 1 .
La figura 9 es una sección transversal del brazo largo de la llave en T mostrada en la figura 8. DESCRIPCIÓN DETALLADA DE LA INVENCIÓN
El conjunto valvular según la presente invención comprende dos válvulas, una interior y otra exterior, que cooperan para controlar el flujo de entrada o salida de fluido de un contenedor de fluido, especialmente objetos inflables tales como neumáticos de fluido. A partir de ahora se hará referencia a un objeto inflable, pero el contenedor de fluido no se limita a objetos inflables. La válvula interior está parcialmente dentro del objeto inflable y controla el flujo de fluido hacia dentro y fuera del objeto inflable. La válvula exterior está fuera del objeto inflable. La válvula exterior coopera con la válvula interior para controlar el flujo de entrada o salida de fluido del objeto inflable. Durante la operación normal, el conjunto valvular tiene una fuente sustituible de energía, como por ejemplo una pila, entre las dos válvulas.
Durante la operación normal del conjunto valvular, la válvula exterior está cerrada y evita el flujo de salida desde el objeto inflable. Cuando la válvula exterior se abre, la válvula interior también se abre para permitir el flujo de entrada o salida de fluido del objeto inflable. Cuando se saca la fuente de energía, el componente de válvula interior se cierra y evita el flujo de salida o entrada de fluido del objeto inflable.
El conjunto valvular según la presente invención permite una cómoda extracción y recambio de la fuente de energía sin alterar el estado del fluido en el objeto inflable. No hay necesidad de desinflar o de cualquier otra forma desmontar el objeto inflable para recambiar la fuente de energía. Esto es particularmente conveniente cuando el cuerpo inflable es un neumático de vehículo. Por estar colocada entre los componentes de la válvula, la fuente de energía está protegida contra riesgos como el agua, suciedad, y fuerzas físicas. La fuente de energía en el conjunto valvular puede recambiarse sin desinflar el neumático o ni siquiera separando la rueda del vehículo. La válvula interior cierra herméticamente el aire dentro del neumático cuando se extrae la fuente de energía.
Una vez se ha recolocado ia fuente de energía, la válvula exterior cierra de nuevo herméticamente el aire dentro del neumático. El neumático puede inflarse o desinflarse en la forma habitual ya que la válvula interior se abre cuando la válvula exterior se abre.
El conjunto valvular según la invención es típicamente parte de un circuito eléctrico que puede montarse en una placa de soporte que puede sujetarse a la base de ia válvula interior. Una realización ventajosa del conjunto valvular comprende un módulo transmisor incorporado al circuito eléctrico, montado sobre la placa de soporte que es parte, o está asociada a, la base de la válvula interior. El conjunto valvular según la presente invención que comprende una fuente de energía y un módulo transmisor puede ser usado junto a un módulo receptor y un módulo principal, para formar un sistema para controlar las condiciones dentro de un objeto inflable tal como un neumático de vehículo. El módulo transmisor es típicamente un circuito eléctrico para transmitir datos mediante ondas de radio. El módulo transmisor puede también comprender sensores tales como sensores de presión o temperatura. El módulo transmisor está ubicado en el interior del objeto inflable y obtiene datos acerca de las condiciones en el interior gracias a los sensores. Los datos se transmiten entonces a un módulo receptor. El módulo receptor es una unidad receptora de frecuencia y procesadora de datos que recibe y procesa los datos recibidos desde el módulo transmisor. Los datos resultados se envían a un módulo principal conectado ai módulo receptor. El módulo principal es una unidad que recibe y procesa los datos del módulo receptor. La información resultante se exhibe para observación del usuario, tal como puede serlo el conductor de un vehículo.
CONJUNTO VALVULAR
Tal como se muestra las figuras 1 y 2, el conjunto valvular ( 1 ) comprende un cuerpo principal (200) que puede ser un cuerpo tubular con un extremo exterior (203) y un extremo basal (204). El hueco (201 ) está en la parte central longitudinal del cuerpo principal (200) y permite el flujo del fluido tal como el flujo del aire a través del cuerpo principal (200). La válvula interior (206) y la válvula exterior (301 ) están en los extremos opuestos del hueco (201 ). La fuente de energía (4) se muestra en forma de pila cilindrica en el hueco (201 ) entre la válvula interior (206) y la válvula exterior (301 ). Tal como se muestra en las figuras 1 y 2, la base (202) del cuerpo principal
(200) puede tener un diámetro mayor que el resto del cuerpo principal (200). La base (202) se posiciona dentro del objeto inflable ( 100) que puede ser un neumático de vehículo. La base (202) coopera con una tuerca (21 3) para asegurar el conjunto valvular ( 1 ) al objeto inflable (100). Una muesca (21 1 ) para albergar un anillo toroidal (212) evita las fugas de fluido entre el borde superior de la base (202) y el miembro inflable
( 100). La tuerca (21 3) comprende unas muescas (21 4) adaptadas para encajar las partes correspondientes de una llave en T (60) mostrada en las figuras 8 y 9 y que se usan para separar la tuerca (213) del cuerpo principal (200). El miembro aislante (205) puede ser un cuerpo cilindrico y es posicionado dentro del hueco (201 ) en la base (202) del cuerpo principal (200). El miembro aislante (205) está hecho de material eléctricamente no conductor de manera que aisla el cuerpo principal (200) de contactos eléctricos con la válvula interior (206). La válvula interior (206) tal como se muestra en las figuras 1 y 2 puede ser una de las conocidas válvulas tipo obús que controlan el flujo de fluido tal como aire y se ubica en el extremo basal (204) del cuerpo principal (200). La válvula interior (206) se asegura dentro del orificio del miembro aislante (205). La válvula interior (206) comprende un cilindro de válvula interior (207), una cabeza de obús interior (208) y un vastago de obús interior (209). El cilindro de válvula interior (207) se ajusta al orificio del miembro aislante (205) y contiene parte del vastago de obús interior (209). El vastago de obús interior puede estar en contacto con el polo positivo de la fuente de energía (4). El otro extremo del vastago del obús interior (209) está conectado a la cabeza de obús interior (208) que está fuera del cilindro de válvula interior (207). Un muelle (210) está enrollado alrededor de la sección del vastago de obús interior (209) que se prolonga fuera del cilindro de válvula interior (207) y está en contacto con ia fuente de energía. La acción normal del muelle (210), en ausencia de fuerzas externas, es desplazar el vastago de obús interior (209) de forma que la cabeza de obús interior
(208) cierre herméticamente el cilindro de válvula interior (207) evitando así el flujo de fluido hacia fuera del neumático. En la realización mostrada en la figura 1 , la fuente de energía (4) en el conjunto valvular ( 1 ) ejerce una fuerza sobre el vastago de obús interior
(209) de forma que la cabeza de obús interior (208) no cierra herméticamente el cilindro de válvula interior (207). De esta manera, la válvula interior (206) está al menos parcialmente abierta tal como se muestra en la figura 1 . El cuerpo exterior (300) puede ser un cuerpo tubular y está conectado al extremo exterior (203) del cuerpo principal (200). La válvula exterior (301 ) tal como se muestra en las figuras 1 y 2 puede también ser una de las conocidas válvulas tipo obús y controla el flujo de fluido en el extremo exterior (203) del cuerpo principal (200). La válvula exterior (301 ) se ajusta dentro del orificio del cuerpo exterior (300). La válvula exterior (301 ) puede ser idéntica a la válvula interior (206). La válvula exterior (301 ) comprende un cilindro de válvula exterior (302), una cabeza de obús exterior (303) y un vastago de obús exterior (304). El cilindro de válvula exterior (302) se ajusta al orificio del cuerpo exterior (300) y contiene parte del vastago de obús exterior (304). El vastago de obús exterior (304) está conectado a la cabeza de obús exterior (303) que está fuera del cilindro de válvula exterior (302). La cabeza de obús exterior (302) está en contacto con el polo negativo de la fuente de energía (4). Un muelle (305) está enrollado alrededor de la sección del vastago de obús exterior (304) que se prolonga fuera del cilindro de válvula exterior (302). La acción normal del muelle (305) desplaza el vastago de obús exterior (304) de forma que la cabeza de obús exterior (303) cierra herméticamente el cilindro de válvula exterior (302) evitando así el flujo de fluido a través del orificio del cuerpo principal (200).
Tal como se muestra en las figuras 1 y 2, el cuerpo exterior (300) tiene unas indentaciones (308) adaptadas para ajustar las partes correspondientes de una herramienta (60) mostrada en las figuras 8 y 9 usada para sacar cómodamente el cuerpo exterior (300) del cuerpo principal (200). También hay un surco (306) dentro del cuerpo principal (300) que contiene un anillo toroidal (307) para evitar fugas de fluido por donde está el borde superior del cuerpo principal (200). Una tapa valvular (310) y la junta (309) para colocar en el extremo exterior del cuerpo exterior (300) también se muestran en la figura 2.
En la construcción mostrada en las figuras 1 , 2 y 3 la válvula interior (206), la válvula exterior (301 ) el cuerpo principal (200), y el cuerpo exterior (300) están todos hechos de material eléctricamente conductor. Durante la operación normal del conjunto valvular ( 1 ) tal como se muestra en la figura 1 , la válvula interior (206) está en contacto con el polo positivo de la fuente de energía (4). La cabeza de obús interior (208) está también conectada a un elemento eléctricamente conductor (21 ) tal como un fleje metálico elástico o un muelle metálico. La válvula exterior (301 ) está en contacto con el polo negativo de la fuente de energía (4). La energía eléctrica de la fuente de energía (4) circula a través de la válvula exterior (301 ), el cuerpo exterior (300), y el cuerpo principal (200). La base (202) está conectada a otro elemento eléctricamente conductor (22) que puede ser el material usado para soldar la placa de soporte (5) a la base (202) del cuerpo principal (200). Tal como se muestra en la figura 1 , el miembro aislante (205) evita el contacto eléctrico directo entre la válvula interior (206) y el cuerpo principal (200).
Cuando se añade fluido tal como aire al neumático utilizando las bombas de aire convencionales, el vastago de obús exterior (304), el mecanismo que se aplica a la boca de la válvula externa desplaza el vastago de obús exterior (304) hacia el interior del hueco (201 ), y éste vastago a su vez desplaza la cabeza de obús interior (303) y la fuente de energía (4) hacia la base (202) del cuerpo principal (200). Al desplazarse la fuente de energía (4), ésta también desplaza el vastago de obús interior (209) y la cabeza de obús interior (208) de forma que la válvula interior (206) se abre todavía más de lo que estaba en ausencia de la fuerza externa del mecanismo en la boca de la válvula exterior. El aire puede entonces circular libremente a través de ia válvula exterior (301 ), a través del hueco (201 ) alrededor de la fuente de energía (4), y a través de la válvula interior (206), hacia dentro o hacia fuera del objeto inflable ( 100).
Una ventaja importante del conjunto valvular ( 1 ) según la presente invención es la cómoda manera en la que la fuente de energía (4) se puede sacar y sustituir sin tener que desinflar o alterar de cualquier otra manera el objeto inflable. En el caso de un neumático no hay necesidad de separar la rueda del vehículo ni hay que desinflarla y separar la goma de la llanta para recambiar la fuente de energía (4).
La fuente de energía (4) se hace accesible separando primero el cuerpo exterior (300) con su válvula exterior (301 ) del cuerpo principal (200). A partir de ese momento la fuente de energía (4) ya no ejerce fuerza alguna sobre el vastago de obús interior (209). La acción normal del muelle (210) desplaza entonces el vastago de obús interior (209) hacia el extremo exterior (203) del cuerpo principal (200). La cabeza de obús interior (208) forma entonces un cierre hermético con el borde del cilindro de válvula interior (207). Así pues, aunque se haya extraído la válvula exterior (301 ), la válvula interior (206) evita que el fluido salga del objeto inflable.
La pila agotada se extrae con el brazo corto imantado de la llave en T (60), o cae por la acción de la gravedad. La nueva fuente de energía se coloca en el hueco (201 ) y en el cuerpo exterior (300) es reconectado ai extremo exterior del cuerpo principal (200). El conjunto valvular (1 ) mostrado en la figura 1 recobra su funcionamiento normal según el cual la válvula exterior (301 ) está cerrada y la fuente de energía (4) coopera con la válvula interior (206) para mantener dicha válvula interior al menos parcialmente abierta.
La extracción del cuerpo exterior (300) o de la tuerca (213) se puede realizar cómodamente mediante el uso de la llave en T (60) mostrada en las figuras 8 y 9. Tal como se muestra en las figuras 8 y 9, la llave en T (60) comprende un brazo largo (62) que tiene una sección superior ensanchada (69) y una sección inferior ensanchada (68). La sección (69) dispone de un orificio (64) que la atraviesa de parte a parte y por donde atraviesa el brazo cilindrico (65). La sección (68) dispone de una pluralidad de salientes (66). La llave en T (60) puede disponer de elementos de cubrición (67) que están adaptados para ser ubicados en los extremos del brazo cilindrico (65). Durante el uso de la llave en T (60), las salientes (66) se encajan en las indentaciones (308) ubicadas en el cuerpo exterior (300) y en las indentaciones (21 4) ubicadas en la tuerca (21 3). El brazo cilindrico (65) puede estar imantado a fin de facilitar la extracción de la fuente de energía (4) del conjunto valvular (1 ).
La fuente de energía (4) usada típicamente en el conjunto valvular ( 1 ) de la presente invención puede ser una serie de pilas que provee suficiente corriente para hacer funcionar los componentes del circuito eléctrico formado por la pila y el conjunto valvular ( 1 ). El diámetro total de la fuente de energía (4) es típicamente al menos 0,3 mm menor que el diámetro del hueco (201 ) con el fin de permitir un adecuado flujo de fluido alrededor de la fuente de energía (4). El diseño del conjunto valvular (1 ) permite ajustar según convenga la longitud del hueco que ha de contener la pila. Desde un punto de vista práctico, el hueco puede se alargado hasta 25 mm si se deseara. El hueco (201 ) puede también engancharse hasta 8.7 mm en su diámetro si se deseara. Es particularmente ventajoso el hecho de que estos ajustes pueden ser realizados sin variar por ello las dimensiones externas del conjunto valvular ( 1 ), que en su construcción actual cumple con las normas ISO para las válvulas de los neumáticos de automóvil. Una posible fuente de energía (4) puede ser una serie o secuencia de tres pilas que se encuentre en el mercado, en la que cada pila sea de 1 ,4 voltios, 230 mA/hora, tenga un diámetro de 7,8 mm y una altura de 5,4 mm. Las secuencias comerciales de pilas de este tipo tienen típicamente un recubrimiento común a las tres pilas, un diámetro exterior, incluyendo el material del recubrimiento, de 7,9 mm y una altura de 16,2 mm. Tal secuencia de tres pilas tiene una diferencia de potencial de 4,2 voltios y una carga eléctrica de 230 mA/hora. si el conjunto valvular ( 1 ) se utiliza en un sistema para controlar las condiciones de un neumático y el vehículo se utiliza unas 4 horas por día, tal secuencia de pilas puede durar hasta 2 años. Otra posible serie o secuencia de pilas es una serie o secuencia de cuatro pilas que es ofrecida en el mercado, en la que cada pila es de 1 ,4 voltios, 1 30 mA/hora con un diámetro de 7,9 mm y altura de 3,6 mm. Tal secuencia de cuatro pilas tiene una diferencia de potencial de 5,6 voltios y una carga eléctrica de 130 mA/hora. Es ventajoso configurar la forma de la fuente de energía (4) de manera que el extremo insertado en el conjunto valvular ( 1 ) tenga una forma distinta en relación al otro extremo de la fuente de energía (4), para así asegurar que el extremo correcto de la fuente de energía (4) es el que se introduce primero en el conjunto valvular ( 1 ). En la figura 1 , la fuente de energía (4) tiene un extremo cónico (24) y la sección superior
(23) del miembro aislante (205) está configurada para encajar el extremo cónico (24). El extremo cónico (24) de la fuente de energía (4) establece el contacto con la válvula interior (206) solamente si se ajusta a la sección superior (23). El extremo opuesto de la fuente de energía (4) no es cónico. Por tanto, si el extremo no cónico se insertara en el hueco (201 ), la fuente de energía (4) no encajaría en la sección superior (23) del miembro aislante (205) y no establecería el contacto con la válvula interior (206). El usuario sería alertado en seguida de la incorrecta orientación de la fuente de energía (4) y procedería a la apropiada corrección.
CONJUNTO VALVULAR COMPRENDIENDO EL MÓDULO TRANSMISOR
El conjunto valvular ( 1 ) según la presente invención y la fuente de energía (4) pueden ser usadas para proveer de energía eléctrica un ingenio eléctrico o un chip conectado a los elementos conductores (21 ) y (22) tal como se ilustra en las figuras 1 y 3. Tal como se muestra en la construcción del conjunto valvular ( 1 ) en la figura 1, la válvula exterior (301 ), el cuerpo exterior (300), la válvula interior (206), y el cuerpo principal (200) cooperan con la fuente de energía (4) para formar un circuito eléctrico. Ingenios eléctricos útiles, circuitos, o chips, pueden ser seleccionados de entre los ofrecidos en el mercado, por ejemplo en el Manual Nacional de Semiconductores (National Semiconductor Handbook) de los Estados Unidos de Norteamérica o en otros manuales que son conocidos en círculos de los ingenieros electrónicos. El ingenio eléctrico, el circuito, o el chip pueden ser montados sobre una placa de soporte (5) que puede ser parte de, o estar unida a, la base (202) del cuerpo principal (200).
En una construcción particularmente preferida, un módulo transmisor (6) es conectado a los elementos conductores eléctricos (21 ) y (22) de manera que forma parte del circuito eléctrico conformado por el conjunto valvular ( 1 ) y la fuente de energía (4). El módulo transmisor (6) puede montarse sobre la placa de soporte (5) que puede ser una parte de, o estar unida a, la base (202) del cuerpo principal (200) tal como se muestra en las figuras 1 y 3. Cuando el conjunto valvular ( 1 ) se monta en un cuerpo inflable ( 100) tal como un neumático, la base (202) y el módulo transmisor (6) quedan dentro del objeto inflable ( 100). En la construcción mostrada en ias figuras 1 y 3, la placa de soporte (5) también queda dentro del objeto inflable ( 100). Durante la operación normal del neumático, mientras el vehículo está en movimiento, la base (202), la placa de soporte (5), y el módulo transmisor (6), están sujetos a fuertes fuerzas centrífugas. Por tanto es importante que el cuerpo principal (200) y la base (202) estén fuertemente sujetos a ia llanta de la rueda. Igualmente, es importante que la placa de soporte (5) forme parte del cuerpo principal (200) o que esté fuertemente unida a ia base (202) del cuerpo principal (200) para evitar la separación de la placa de soporte (5). Una forma de asegurar la fijación de la placa de soporte (5) a la base (202) es mediante adecuada soldadura.
El conjunto valvular ( 1 ) tiene la placa de soporte (5) típicamente soldada directamente a la base (202), muy cerca del extremo interior (204). Esta placa de soporte (5) es igualmente conductora de electricidad, y el material fusible utilizado para la soldadura también es eléctricamente conductor. La tarjeta del circuito eléctrico (63) se sujeta típicamente mediante atornillamiento, por ejemplo mediante cuatro tornillos (61 ), a la placa de soporte (5), siendo los tornillos (61 ) eléctricamente conductores también. La electricidad negativa llega a la tarjeta del circuito (63) a través de ios tornillos (61 ), los que a su vez están conectados a la placa de soporte (5), la que a su vez está conectada bien sea ai material fusible que está conectado a la base (202) o bien sea directamente a ésta, la que a través del cuerpo principal (200) coopera con el cuerpo exterior (300), y con la válvula exterior (301 ) para tomar dicha electricidad negativa del polo negativo de la fuente de energía (4). La superficie de la placa de soporte (5) es típicamente rectangular y ligeramente mayor que la superficie de la tarjeta del circuito eléctrico (63). La tarjeta del circuito eléctrico (63) está típicamente sujeta a la placa de soporte (5) mediante cuatro tornillos (61 ), cada uno de ellos ubicado en posición muy cercana a correspondientes ángulos del rectángulo, y quedando libre entre la placa de soporte (5) y la tarjeta del circuito eléctrico (63) una porción igual de cada tornillo (61 ), de forma que la tarjeta del circuito eléctrico (63) queda montada sobre la placa de soporte (5) a unos milímetros de distancia de dicha placa de soporte (5) y sin otro contacto con dicha placa de soporte (5) más que los propios tornillos (61 ).
El lugar de soldadura entre la placa de soporte (5) y la base (202) se localiza típicamente en un punto de la circunferencia perimetrai de la base (202), de forma que el plano de la placa de soporte (5) queda en forma tangencial a la circunferencia perimetral de la base (202). La tarjeta de circuito eléctrico (63) se sujeta típicamente mediante los tornillos (61 ) a aquella cara de la placa de soporte (5) que queda enfrente del hueco (201 ) de manera que, según la construcción preferida que se ha descrito en el párrafo anterior, uno de sus bordes quedará posicionado frente al eje central de dicho hueco (201 ) y por tanto la distancia a que la tarjeta de circuito eléctrico (63) debe quedar de la placa de soporte (5) debe coincidir a grandes rasgos con el radio de la base (202) menos lo que el grosor de la placa de soporte (5) y de la tarjeta de circuito eléctrico (63) aconsejen. En el punto del borde de la tarjeta de circuito eléctrico (63) que queda posicionado frente al eje central del hueco (201 ) se instala típicamente un fleje metálico elástico en forma de V (21 ), el que estará conectado al extremo positivo de la tarjeta de circuito eléctrico (63). La cabeza de obús interior (208), cargada con electricidad positiva por el contacto físico entre el vastago de obús interior (209) y el polo positivo de la fuente de energía (4), emergerá a través del hueco del miembro aislante (205) según una posición coincidente con el eje central del hueco (201 ). La posición distendida del fleje metálico elástico en forma de V (21 ) ha de ser tal que su extremo exterior llegue más allá de donde va a llegar la cabeza de obús interior (208). Esta construcción, una vez montados correctamente cada uno de los miembros del conjunto valvular ( 1 ) y estando el conjunto valvular ( 1 ) en su funcionamiento normal, asegurará el contacto adecuado entre el polo positivo de la fuente de energía (4) y el extremo positivo de la tarjeta de circuito eléctrico (63). Así pues, el circuito eléctrico de la tarjeta de circuito eléctrico (63) queda cerrado y correctamente alimentado eléctricamente por la fuente de energía (4) a través de sus contactos inmediatos que son los tornillos (61 ) y el fleje metálico elástico en forma de V (21 ). Un diagrama de bloques del módulo transmisor (6) se muestra en la figura 4. El módulo transmisor (6) es un circuito eléctrico que incluye un sensor de presión (7) y un sensor de temperatura (8), un microcontrolador ( 13), y un transmisor de radiofrecuencias ( 1 4) que recibe la energía eléctrica de la fuente de energía (4). El sensor de presión (7) es típicamente un ingenio eléctrico que mide la presión del fluido en un medio inflable tai como un neumático. Tales ingenios son conocidos en el estado de la técnica, como por ejemplo en los documentos US 4804808, US 4823107, US 48931 10, US 5071259, US 5140851 , US 5193387, US 5297424, US 5573610, US 5656993, GB 21 71 548, DE 2656235, DE 19522486, y FR 2225300, todas ellas incorporadas a efectos de referencia. El sensor de temperatura (8) es típicamente un ingenio eléctrico que mide la temperatura dentro del objeto inflable ( 100) tal como un neumático. Tales ingenios son también conocidos en el estado de la técnica, como por ejemplo en los documentos US 4823107, US 48931 10, US 5071259, US 5140851 , US 5193387, US 5297424, US 5573610, y US 5656993, todas ellas incorporadas como referencia. El transmisor de radiofrecuencias ( 1 4) también es conocido en el estado de la técnica, como por ejemplo uno de los transmisores de radiofrecuencias de ios divulgados en los documentos US 3533063, y US 4737760. Tales transmisores son descritos en el National Semiconductor Handbook mencionado más arriba. El microcontrolador ( 1 3) controla el consumo de energía y la transmisión de las señales del módulo transmisor (6). Microcontroiadores útiles para su uso en el módulo transmisor (6) son conocidos en el estado de la técnica y son comercialmente accesibles.
El diagrama de bloques en la figura 4 muestra un módulo transmisor (6) que particularmente útil para ser usado en el conjunto valvular ( 1 ) que contiene una pila como fuente de energía (4) y que es usado en un neumático de vehículo. El módulo transmisor (6) puede ser usado para controlar las condiciones de presión y temperatura dentro del neumático del vehículo. Tai módulo transmisor (6) puede comprender ingenios o circuitos eléctricos adicionales de los que son conocidos en el campo de la electrónica, tales como un acondicionador de datos del sensor de presión (9), un acondicionador de datos del sensor de temperatura ( 10), un convertidor analógico-digital de datos de presión ( 1 1 ), y un convertidor analógico-digital de datos de temperatura ( 12). El módulo transmisor (6) puede también comprender otros ingenios conocidos, tales como un ingenio recargador de batería ( 1 7), un detector de desgaste de la superficie de rodadura ( 1 8) un detector de fecha de caducidad ( 19), y un detector de movimiento en la rueda (20).
El sensor de presión (7) y el sensor de temperatura (8) miden las condiciones de presión y temperatura dentro del neumático. Los datos de la presión son comunicados desde el sensor de presión (7) al acondicionador analógico-digital de presión (9) en donde los datos son acondicionados y a continuación trasladados al convertidor analógico-digital de datos de presión ( 1 1 ) a fin de convertir los datos analógicos de presión a su forma digital. Igualmente, los datos de temperatura son comunicados desde el sensor de temperatura (8) al acondicionador analógico-digital de temperatura ( 10) en donde los datos son acondicionados y a continuación trasladados al convertidor analógico-digital de datos de temperatura (12) a fin de convertir los datos analógicos de temperatura a su forma digital. Los convertidores analógico-digitales ( 1 1 ) y ( 12) envían los datos digitales de presión y temperatura al microcontrolador ( 13).
El microcontrolador ( 1 3) agrega un código de identificación para cada neumático del vehículo a los datos de presión y temperatura recibido por el neumático correspondiente. El código de identificación asocia los datos de presión-temperatura con un neumático determinado y evita interferencias de señales transmitidas por módulos transmisores similares en otros vehículos. El microcontrolador (13) puede programarse para operar de manera que minimiza el consumo de energía para incrementar la vida útil de la pila. En una construcción, el microcontrolador ( 13) está programado para entrar en el modo de bajo consumo de energía cuando un intervalo de tiempo preprogramado haya transcurrido sin que las ruedas estén girando. En una construcción particularmente preferida para ia reducción del consumo de energía, el módulo transmisor (6) incluye un detector de movimiento de la rueda (20) que es capaz de distinguir entre un vehículo inmóvil o en movimiento. Tales detectores son conocidos, como por ejemplo WO
96/06747 aquí incorporado a efectos de referencia. Un detector de movimiento de la rueda (20) útil puede ser un sistema con bulbo de mercurio, un sistema de inducción eléctrica mediante campo magnético en movimiento relativo, o un sistema que incluya un par de laminillas metálicas. El detector de movimiento de la rueda (20) transmite señales al microcontrolador ( 1 3) que indican si el vehículo está inmóvil o en movimiento.
El microcontrolador ( 1 3) está programado para entrar en el modo de bajo consumo de energía si el vehículo está parado durante un preprogramado periodo de tiempo. Cuando el detector de movimiento de la rueda (20) detecta que el vehículo está en movimiento, envía una señal al microcontrolador ( 13) de manera que el microcontrolador ( 13) puede cambiar ai modo de consumo normal de energía para el funcionamiento normal.
El detector de desgaste de la superficie de rodadura (18) está típicamente ubicado en ia cubierta de caucho ( 101 ) de un neumático tal como se ilustra en la figura 7. El detector de desgaste de la superficie de rodadura ( 18) es conocido en el estado de la técnica y consta típicamente de terminales alámbricas que llegan a una determinada posición respecto de la superficie exterior de rodadura de un neumático nuevo.Cuando la superficie de rodadura se ha desgastado hasta la particular posición de las terminales alámbricas, se envía una señal al microcontrolador ( 1 3). El detector de fecha de caducidad ( 19) puede estar también insertado en ia sección de caucho del neumático ( 101 ) tai como se muestra en la figura 7. Un detector de fecha de caducidad es típicamente un reloj con su propia pila. El detector de fecha de caducidad ( 19) puede estar programado para enviar una señal al microcontrolador ( 1 ) a una fecha determinada, aquélla considerada como la de caducidad del neumático. El recargador de batería ( 1 7) puede ser también una parte del módulo transmisor
(6) mostrado en la figura 4. Tales recargadores son conocidos o son fácilmente construibles con elementos conocidos. Un recargador de baterías útil ( 1 7) es un rotor que convierte energía de rotación en energía eléctrica. La energía eléctrica que se genere puede ser usada para recargar la batería que se use como fuente de energía (4) dentro del conjunto valvular ( 1 ).
MÓDULO RECEPTOR
El conjunto valvular ( 1 ) según la presente invención puede ser ventajosamente usado como parte de los sistemas conocidos para controlar condiciones como las de presión y temperatura dentro de los neumáticos de un vehículo. Un sistema particularmente ventajoso incluye el conjunto valvular ( 1 ) con el módulo transmisor (6) y un módulo receptor (30) que es capaz de recibir y procesar los datos transmitidos por el módulo transmisor (6). Receptores adecuados para ser usados como módulos receptores se conocen en el estado de la técnica, por ejemplo en los documentos US 4734674, US 5573610, EP 671289, y WO 90/001 19, todos ellos incluidos aquí a efectos de referencia.
La figura 5 es un diagrama de bloques de un módulo receptor (30) que puede ser usado con el conjunto valvular ( 1 ) y un módulo transmisor (6) en un sistema para controlar condiciones en un neumático de vehículo. El módulo receptor (30) comprende un receptor de radiofrecuencia (31 ), un control bus (33) y un microcontrolador (34).
El receptor de radiofrecuencia (31 ) recibe señales transmitidas por un módulo transmisor tai como el módulo transmisor (6) de la figura 4. Receptores comercialmente accesibles tales como R.F.Solutions RX1 -XXA son adecuados para ser usados en el módulo receptor (30). Las señales se transmiten entonces al microcontrolador (34) para su procesamiento. El microcontrolador (34) es un chip integrado diseñado para controlar el módulo receptor (30). El microcontroiador (34) realiza el control lógico del módulo receptor (30). En el módulo receptor (30) se pueden usar microcontroladores conocidos en el mercado. El microcontrolador (34) puede comprender también un descodificador (35), un filtro de comprobación de datos y códigos (36), un control bus transmisor (37), y un control bus receptor (38), cuyas funciones pueden ser realizadas bien sea por un algoritmo de software programado en el microcontrolador (34), o bien sea mediante un circuito eléctrico. Las funciones son típicamente realizadas por algoritmos de software. El descodificador (35) descodifica los datos seriales que hayan sido recibidos por el módulo receptor (30). El filtro de comprobación de datos y códigos (36) comprueba si los códigos en las señales coinciden con los códigos de identificación en los neumáticos del sistema. El control bus transmisor (37) y el control bus receptor (38) establecen comunicación con el control bus (33). El control bus es conocido y es típicamente una conexión física de alambres o cable. Un control bus particularmente útil para automóviles ha sido hecho comercialmente accesible en Europa por la firma BOSCH y es conocido como "bus CAN" (derivando CAN de la expresión Controller Área Network) y comprende dos cables y un microcontrolador.
El microcontrolador (34) puede comprender también una unidad de memoria embebida (32) tal como una memoria EEPROM que almacena el código de identificación para cada neumático. Unidades de memoria conocidas como por ejemplo la de Microchip 12CE5XX pueden ser usadas. El microcontrolador (34) usa el código de identificación almacenado para asociar los datos recibidos por el módulo receptor (30) con un determinado neumático de los controlados por el sistema. Esta capacidad para asociar datos con neumáticos evita interferencias de señales transmitidas por módulos transmisores en otros vehículos.
El número total de módulos receptores (30) en el sistema depende de factores específicos como por ejemplo la longitud del vehículo, el alcance de transmisión del módulo transmisor, y posibles restricciones legales sobre transmisión de radiofrecuencias. El alcance de un módulo transmisor (6) como ei aquí descrito es de unos 15 metros, de manera que un coche normal puede llevar un único módulo receptor (30). Típicamente, camiones pesados con varios remolques pesados, como puede ocurrir en Australia, pueden requerir más de un módulo receptor. No obstante, el alcance de un transmisor puede ser incrementado utilizando una pila de mayor potencia, lo que es posible de acuerdo a la presente invención. Por tanto, puede ser posible el uso de un único receptor en vehículos largos si se usan pilas adecuadas. Posibles futuras restricciones legales sobre transmisiones de radio pueden significar que se restrinja el alcance de las transmisiones de tal manera que se necesite un módulo receptor para cada neumático. Cuando se usa más de un módulo receptor (30), los módulos receptores se conectan al sistema mediante el control bus (33). El módulo receptor (30) recibe la energía eléctrica para su funcionamiento de una fuente de energía (45) tal como la batería del vehículo.
MÓDULO PRINCIPAL
La figura 6 es un diagrama de bloques del módulo principal (40) que está conectado al módulo receptor (30) típicamente mediante un cable. El módulo principal
(40) recibe y procesa los datos del módulo receptor (30) y exhibe la información resultante al conductor del vehículo. El módulo principal (40) también establece el protocolo de comunicaciones con para todos los módulos receptores (30) que haya en el sistema. El módulo principal (40) recibe la energía eléctrica para su funcionamiento de una fuente de energía (45) tal como la batería del vehículo.
El módulo principal (40) comprende un microcontrolador (42), un control bus (41 ), un controlador de pantalla (46), y un ingenio de pantalla (47). El control bus
(41 ) permite la conexión del módulo principal (40) a otros ingenios tales como un ordenador y también establece comunicación con el módulo receptor (30). El bus CAN descrito anteriormente puede también ser usado como control bus (41 ) en el módulo principal (40). El módulo principal (40) puede estar ubicado dentro del vehículo de forma que el conductor puede leer la información en la pantalla (47), la que por ejemplo puede ser de cristal líquido.
El microcontrolador (42) en un chip integrado de los comerciaimente accesibles, como por ejemplo PIC 16C6X, que realiza ei control lógico del módulo principal (40). El microcontrolador (42) comprende un control bus transmisor (50), un control bus receptor (51 ), y un controlador de datos y pantalla (52) cuyas funciones pueden ser efectuadas por un algoritmo de software programado en el microcontrolador (42) o por medio de circuitos eléctricos. El funcionamiento se hace típicamente por algoritmos de software. El control bus transmisor (50) envía los datos al control bus (41 ) y el control bus receptor recibe datos del control bus (41 ). El controlador de datos y pantalla (52) genera una secuencia de órdenes para exhibir información en el ingenio de pantalla (47).
Una unidad de control de alarma (53) forma parte del microcontrolador (42) que comprueba varios parámetros y genera señales de alarma bajo ciertas circunstancias.
La unidad de control de alarma (53) puede detectar cuándo ios datos recibidos están dentro o fuera de ciertos límites preestablecidos y genera una señal de alarma dependiendo del resultado de la comparación de los datos recibidos con ios valores que han sido previamente programados en el módulo principal (40). Por ejemplo, la unidad de control de alarma (53) puede programarse para avisar cuando la carga de la pila está llegando a su final, o cuando la presión está fuera de determinados límites, o cuando se ha consumido la superficie de rodadura permitida, o cuando se ha rebasado la fecha de caducidad del caucho del neumático.
El módulo principal (40) también puede comprender una unidad de memoria (43) tal como una memoria EEPROM que puede almacenar los datos recibidos por el módulo receptor (30). El módulo principal (40) puede programarse de forma que los datos recibidos durante un periodo en particular, por ejemplo las tres últimas horas de funcionamiento del vehículo, se graben en la unidad de memoria (43). Los datos pueden ser recuperados más tarde para determinar las condiciones de ios neumáticos durante ese periodo. Esto puede ser útil tras un accidente para determinar las condiciones de cada neumático antes o durante el accidente.
Un ingenio de entrada (44), tal como unas teclas o botones, puede estar comprendido en el módulo principal (40) para entrar valores como los de los intervalos tolerables para la presión del aire en los neumáticos y han de ser los que se comparen con los datos que llegan desde el módulo receptor (30) para decidir si se activa la alarma. Un enchufe de salida (49) para conexión a un ordenador puede también ser incluido en el módulo principal (40). Una conexión por rayos infrarrojos (48) puede también ser incluida para cooperar con el control de enlace por radiación infrarroja (54) en el microcontrolador (42) a fin de comunicarse con otros ingenios que tengan capacidad de conexión mediante radiación infrarroja. El conjunto valvular de la presente invención puede también ser usado en sistemas conocidos que controlan varias condiciones tales como la temperatura o la presión dentro de objetos inflables tales como los neumáticos de un vehículo. Tales sistemas han sido descritos en ios documentos US 52851 89, US 5483827 (WO 95/22467), US 5540092, US 5656993, WO 94/06640, y WO 96/06747, todos ellos incorporados aquí a efectos de referencia. La fuente de energía en el conjunto valvular puede ser usada para proveer de energía eléctrica a tales sistemas conocidos y puede ser cómodamente recambiada cuando sea necesario.

Claims

REIVINDICACIONES
1 .- Sistema para controlar las condiciones en un contenedor de fluidos que comprende un conjunto valvular ( 1 ) que a su vez comprende varios o todos los siguientes componentes - un cuerpo principal (200) con un hueco (201 ) atravesando axialmente su interior,
- un cuerpo exterior (300) con un hueco atravesando axialmente su interior y que está conectado a una primera sección del cuerpo principal (200),
- un miembro aislante (205) hueco a lo largo de su eje central y que está conectado a una segunda sección del cuerpo principal (200), - una válvula interior (206) asociada a dicho miembro aislante (205) de forma que controla el paso de fluido hacia el exterior o hacia el interior de dicho hueco continuo,
- una válvula exterior (301 ) asociada a dicho cuerpo exterior (300) de forma que controla el paso de fluido hacia el exterior o hacia ei interior de dicho hueco continuo,
- una fuente de energía (4) ubicada dentro de dicho hueco continuo y funcionalmente conectada a dicha válvula interior (206) y a dicha válvula exterior (301 ),
- una placa de soporte (5) que está en el interior del contenedor de fluidos y que está unida al cuerpo principal (200),
- un sensor de presión (7) que está en el interior del contenedor de fluidos y que está asociado a la placa de soporte (5) y que recibe energía eléctrica de dicha fuente de energía (4),
- un sensor de temperatura (8) que está en el interior del contenedor de fluidos y que está asociado a la placa de soporte (5) y que recibe energía eléctrica de dicha fuente de energía (4),
- un microcontrolador ( 1 3) que está en el interior del contenedor de fluidos y que está asociado a la placa de soporte (5) y que recibe energía eléctrica de dicha fuente de energía (4),
- un transmisor de radiofrecuencias ( 1 4) que está en el interior del contenedor de fluidos y que está asociado a la placa de soporte (5) y que recibe energía eléctrica de dicha fuente de energía (4).
- Sistema de acuerdo a la reivindicación 1 en el que
- los huecos del cuerpo principal (200), del cuerpo exterior (300), y del miembro aislante (205) cooperan para definir un hueco continuo para el flujo de fluido, - la válvula exterior (301 ), el cuerpo exterior (300), la válvula interior (206), ei cuerpo principal (200) y la placa de soporte (5) cooperan con la fuente de energía (4) para formar un circuito eléctrico,
3.- Sistema de acuerdo a las reivindicaciones 1 y 2 en el que el contenedor de fluidos es un neumático de vehículo y la fuente de energía (4) es una pila.
4.- Un sistema de acuerdo a la reivindicación 3 en el que el circuito eléctrico comprende además una asociación a un ingenio recargador de batería, a un detector de desgaste de la superficie de rodadura del neumático, un detector de fecha de caducidad del neumático, y un detector de movimiento de la rueda.
5.- Un sistema de acuerdo a las reivindicaciones 1 y 2 en ei que el conjunto valvular ( 1 ) además está funcionalmente en conexión con un módulo receptor (30) que recibe la transmisión de las señales enviadas por el citado módulo transmisor (6).
6.- Un sistema de acuerdo a la reivindicación 5 en ei que las señales enviadas por el citado módulo transmisor (6) son ondas de radio codificadas.
7.- Un sistema de acuerdo a la reivindicación 5 en el que el citado módulo receptor (30) comprende
- un receptor de ondas de radio,
- un control bus,
- un microcontrolador (34)
8.- Un sistema de acuerdo a las reivindicaciones 1 , 2, 3, y 5 en el que el citado módulo receptor (30) además comprende
- una unidad de memoria que almacena los códigos de identificación del neumático que convenga distinguir.
9.- Un sistema de acuerdo a ias reivindicaciones 1 y 2 que además comprende un módulo principal (40) para recibir comunicación de datos del módulo receptor (30) y para exhibir la información que se desprende de dicha comunicación de datos.
10.- Un sistema de acuerdo a la reivindicación 9 en el que el módulo principal (40) comprende
- un microcontrolador (42),
- un control bus, - un ingenio de pantalla,
- una unidad de memoria para almacenar los datos recibidos desde el módulo receptor (30),
- una unidad de alarma que genera señales de alarma dependiendo del resultado de la comparación entre los datos recibidos por el módulo principal (40) desde el módulo receptor (30) con los valores que se hayan programado previamente en el módulo principal (40),
- un dispositivo para entrar datos manualmente al módulo principal (40),
- un dispositivo para conectar ei módulo principal (40) a otros ingenios eléctricos.
1 1 .- Un sistema de acuerdo a las reivindicaciones 1 y 2 que además comprende una llave en T (60) que comprende un brazo largo (62) con unas sección inferior (68) que dispone de una pluralidad de salientes (66), una sección superior (69) atravesada por un hueco (64) en el que se inserta un brazo corto (65) con sus extremos imantados y protegidos por envolventes (67).
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