Устройство для измерения давления в шинах

 

Изобретение относится к устройствам для измерения давления в шинах транспортных средств, позволяет повысить точность измерения и расширить область применения устройства. Для этого на фиксатор положения с помощью байонетного разъема устанавливают упругую мембрану, что позволяет повысить точность измерения в шинах низкого давления. Мембрана может быть снабжена телескопическим щупом, а фиксатор положения - направляющей вилкой , что позволяет определять, например, дисбаланс шины. 1 з.п.ф-лы, 8 ил.

СОЮЗ СОВЕ TCKMX

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК. Ж„,, 1778580 А2 (s>)s 6 01 1. 17/00. ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ

ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР)

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ авл„ .ф", О7

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

К с (61) 1619082 (21) 4701086/10 (22) 06.06.89 (46) 30.11.92, Бюл, N 44 (72) Н.Л.Егин (56) Авторское свидетельство СССР

N 1619082, кл. 6 01 L 17/00. 1988. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ДАВЛЕНИЯ В ШИНАХ (57) Изобретение относится к устройствам для измерения давления в шинах транспорИзобретение относится к области контрольно-измерительного оборудования для транспорта, а именно к устройствам для измерения давления в шинах без вскрытия вентилей, и является усовершенствованием устройства по а,c.N 1619082. Оно может быть использовано для определения износа протектора шин и их балансировки, для измерения частоты вращения деталей, частоты и амплитуды вибрации деталей.

Целью изобретения является повышение точности измерений и расширение функциональных воэможностей устройства.

На фиг.1 показана принципиальная схема устройства для измерения давления в шинах; на фиг.2 — датчик устройства для измерения давления в шинах высокого давления в рабочем положении: на фиг.3 — электрическая принципиальная схема устройства для измерения давления в шинах высокого и низкого давления; на фиг.4— электрическая принципиальная схема регулируемого порогового элемента; на фиг.5— датчик устройства для измерения износа протектора шины в рабочем положении; на фиг.б — датчик устройства для измерения баланса шины в горизонтальной плоскости колеса в рабочем положении; на фиг.7— тных средств, позволяет повысить точность измерения и расширить область применения устройства. Для этого на фиксатор положения с помощью байонетного разьема устанавливают упругую мембрану, что позволяет повысить точность измерения в шинах низкого давления. Мембрана может быть снабжена телескопическим щупом, а фиксатор положения — направляющей вилкой, что позволяет определять, например, дисбаланс шины. 1 з.п.ф-лы, 8 ил. датчик устройства для измерения давления

I в шинах низкого давления в рабочем положении; на фиг.8 — датчик устройства для измерения баланса шины в вертикальной плоскости колеса в рабочем положении.

Устройство состоит из основания 1, нг котором расположен силовой привод, вклю Я чающий в себя шток 2 и пружину 3, установленные в обойме 4 из немагнитного материала. Шток 2 выполнен в виде постоянного магнита и снабжен ограничителем

5, которГый подвижно установлен в прорези

6. Пружина 3 установлена между штоком 2 и регулятором усилия 7 штока. который выполнен в виде резьбовой пробки. На обойме

4 установлена пружина 8 между кронштейном 9 обоймы 4 и фиксатором положения 10, С» который выполнен в виде полусферы, выходящей эа пределы обоймы 4. Фиксатор положения 10 подвижно установлен на обойме 4 и соединен стержнем 11 со спусковым механизмом 12, который состоит из курка 13, кинематически связанного со штоком 2 через рычаг 14. На краю обоймы 4 внутри фиксатора положения 10 установле.на обмотка 15 датчика, которая подключена к входу электронного блока 16. раэищенного в основании 1. Питание блока 16 вы1778580 полняется от автономного источника тока

17, также размещенного в основании 1, через контакты 18 спускового механизма 12.

Фиксатор положения 10 прижимается к боковой поверхности шины 13 по нанесенной цветной метке 20, выполненной в виде кольца вокруг фиксатора положения 10, Электронный блок 16 состоит иэ усилителя 21, к входу которого подключена обмотка 15 датчика. Выход усилителя 21 подключен к входу детектора 22, выход которого подключен к пер вому входу компаратора 23 через регулируемый пороговый элемент 24 и к второму входу компаратора 23. Выход компаратора 23 подключен к входу интегратора 25 и входу формирователя импульсов 26, Выход интегратора 25 через первый регистрирующий прибор 27 подключен к первому индикатору 28.

Выход формирователя импульсов

26 подключен к входу измерителя частоты 29, выход которого через второй регистрирующий прибор 30 подключен к второму индикатору

31, Первый индикатор 28 снабжен шкалой

32, проградуированной в значениях амплитуды, второй индикатор 31 снабжен шкалой 33, проградуированной в значениях частоты шкалой 34, проградуированной

s значениях давления в шине. На индикаторе 28 дополнительно нанесена шкала

35, проградуированная в значениях остаточной глубины протектора шины. Пороговый элемент 24 состоит из резистора 36 и конденсатора 37 интегратора и делителя напряжения иэ резистора 38 и потенциометра 39 со шкалой "Порог". По периметру полусферического фиксатора положения 10 на байонетном разъеме 40 установлена упругая мембрана 41 с измерительным телескопическим щупом 42 цилиндрической формы. Щуп 42 закреплен на мембране 41 параллельно штоку 2 с эксцентриситетом и расположен г направляющей вилке 43, установленной на опоре 44 фиксатора положения 10. Шина 19 имеет протектор 45, Устройство работает следующим образом.

Для проведения измерения давления в шинах высокого давления (фиг.2) оператор переводит ограничитель 5 из крайнего левого в крайнее правое положение, сжимая тарированную пружину 3. Фиксатор положения 10 устанавливают на шину 19 в заранее обозначенное цветной меткой 20 место на боковой поверхности шины и постепенно прижимают основание 1 к шине

19. По мере увеличения усилия тарированная пружина 8 сжимается и фиксатор положения 10 перемещается на обойме 4, передвигая стержень 11.

При достижении заданного усилия при жатия фиксатора положения 10 к поверхности шины 19 тарированная пружина 8 полностью сжимается и стержень 11 нажимает на курок 13 спускового механизма 12, который срабатывает и освобождает рычагом 14 шток 2, Шток 2 под действием пружины 3 перемещается в крайне левое положение и ударяется о поверхность шины

19, контакты 18 замыкаются. Поскольку упругие свойства боковой поверхности шины

19 с высоким давлением зависят главным образом от давления в шине и ее параметров, то шток 2 совершат ряд затухающих колебаний, частота и амплитуда которых зависят от давления в шине и ее параметров соответственно. С обмотки датчика 15 гармонические сигналы проходят через электронный блок 16 и считываются с индикаторов 31 и 28. При незначительных отклонениях величины амплитуды колебаний на индикаторе 28 от исходной величины контрольного замера показания индикатора 31 по шкале 34 принимаются без поправок за истинное значение давления в шине, В случае, когда показания индикатора 28 по шкале 32 значительно отличаются от величины амплитуды колебаний при контрольном замере, показания индикатора 31 по шкале 34 принимаются с известной поправкой, что значительно повышает точность измерения давления в шине высокого давления, Показания индикаторов 28 и 31 сбрасываются нажатием на кнопку "Сброс" регистрирующих приборов 27 и 30.

Для точного измерения давления в шинах низкого давления оператор закрепляет на байонетный разъем 40 упругую мембрану

41 (фиг.7), устанавливает фиксатор положения 10 на шину 19 в заранее обозначенном цветной меткой 20 месте на боковой поверхности шины и прижимает основание 1 к шине 19.

Срабатывает спусковой механизм 12, шток 2 под действием пружины 3 перемещается в крайнее левое положение и ударяется о поверхность мембраны 41, возбуждая в ней ряд затухающих колебаний. Поскольку мембрана

41 прижата к шине 19 низкого давления по периметру фиксатора положения 10 усилием тарированной пружины 8, то частота колебаний мембраны зависит только от давления, которое имеется внутри шины 19, При этом упругая мембрана 41 имеет упругость выше, чем упругость стенки шины 19 низкого давления, поэтому совершает ряд гармонических колебаний с большей частотой, чем стенка шины низкого давления, и примерно равной частоте колебаний штока 2 при соударении с поверхностью шины 19 высокого давления. Шток 2

1778580

50 воспринимает указанные колебания мембраны 41, частота и амплитуда которых зависит от давления в шине 19 и ее параметров, соответственно. С обмотки датчика 15 гармонические сигналы проходят через электронный блок 16 и считываются с индикаторов 31 и 28. При незначительных отклонениях величины амплитуды к о л е б а н и и н а индикаторе 28 от исходной величины контрольного замера показания индикатора 31 по шкале 34 принимаются без поправок за истинное значение давления в шине с учетом постоянного коэффициента передачи мембраны.

В случае, когда показания индикатора 28 по шкале 32 значительно отличаются от величины амплитуды колебаний при контрольном замере показания индикатора 31 по шкале 34 принимаются с прежней известной поправкой и с учетом постоянного коэффициента передачи мембраны, что значительно повышает точность измерения давления в шинах низкого давления. Таким образом, частотная коррекция сигнала упругой мембраной 41 позволяет проводить измерения различных диапазонов давлений в шинах высокого и низкого давления в одном и том же частотном диапазоне измерений, что не требует применения широкополосных дорогих усилителей, корректирующих фильтров и др, Изменения в схеме устройства и применение дополнительных шкал на индикаторах 28 и 31 одновременно повышает чувствительность датчика и точность измерений, расширяет функциональные возможности устройства.

Наряду с основными двумя режимами работы устройства для измерения давления в шинах высокого и низкого давления возможно проведение других измерений важных параметров шин, например, остаточной глубины протектора (фиг,5). Для этого на байонетный разъем 40 устанавливают упругую мембрану 41 с эксцентрично закрепленным телескопическим щупом 42, который выдвигают на необходимую величину и устанавливают по касательной линии к поверхности шины 19 с протектором 45. Шток 2 приводится в положение контактирования с мембраной 41 при помощи спускового механизма 12. Контакты 18 включают электронный блок 16. Шина 19 приводится во вращательное движение и протектор 45, взаимодействуя со щупом

42, создает колебания, которые передаются мембране 41. Амплитуда колебаний прямо пропорциональна остаточной глубине протектора 45, а коэффициент передачи колебаний от щуп". 2 на мембрану 41 зависит от длины выдвижения рабочей части щупа 42 v

40 величины эксцентриситета е а установки на мембране 41, Поскольку эксцентриситет является величиной постоянной, то коэффициент передачи зависит только от длины рабочей части телескопического щупа 42. поэтому может быть обозначен на щупе 42 в виде шкалы с делениями. Чем короче рабочая часть щупа 42. тем больше коэффициент передачи колебаний.

Шток 2 воспринимает полученные колебания, и в обмотке 15 формируются гармонические сигналы, частота которых зависит от скорости вращения шины 19 и является константой, э амплитуда прямо пропорциональна остаточной глубине протектора. Сигналы проходят через электронный блок 16 и считываются оператором с индикаторов 28 и 31. При незначительных отклонениях величины частоты колебаний на шкале 33 от исходной величины контрольного замера показания индикатора 28 по шкале 35 принимаются за истинное значение остаточной глубины протектора

45 шины 19 с учетом коэффициента передачи щупа. При значительных отклонениях частоты колебаний на шкале 33 от исходной величины контрольного замера изменяют скорость. вращения шины на необходимую величину, что обеспечивает высокую точность измерения остаточной глубины протектора в различных зонах шины 19. Указанный точный контроль износа протектора позволяет выявить различные дефекты в процессе эксплуатации шин на ранней стадии их возникновения, например неравномерный износ, односторонний, ступенчатый, пятнистый и т.д. иэ-за нарушения развала и схождения колес, что позволяет своевременно провести регулировку шин колес и устранить дефекты на ранней стадии, Все зто расширяет функциональные возможности устройства.

Устройство обеспечивает измерение другого важного параметра шин, например, балансировку шин в вертикальной (фиг.8) и горизонтальной (фиг,б) плоскости, что влияет на устойчивость транспортного средства и нэ износ шин. Для этого фиксатор положения 10 устанавливают на опору 44, à щуп 42 устанавливают через направляющую вилку

43, которая также неподвижно закреплена на опоре 44. При измерении балансировки шины в горизонтальной плоскости щуп 42 располагают вертикально и сбоку плоскости шины 19 (фиг.6) до касания с поверхностью шины, которую приводит во вращение. При нагичии дисбаланса шина совершат cGðèçoíòàëüные биения, которые воспринимаются щупом 42 и перелаю ся мембране 41 с известным коэффициен1ом

1778580

45. передачи. Для измерения балансировки шины в вертикальной плоскости щуп 42 располагают горизонтально, снизу шины 19 (фиг.8), до касания с протектором шины, которую приводят во вращение. При наличии дисбаланса шина совершает вертикальные биения, которые также воспринимаются щупом 42 и передаются мембране 41 с известным коэффициентом передачи, Направляющая вилка 43 устраняет возмущающие воздействия, которые передаются щупу

42 силами трения с поверхностью шины 19 и действуют в плоскости, перпендикулярной плоскости измерений щупа, поэтому точность измерений дополнительно повышается. Сигналы обнаруженных биений с обмотки датчика 15 проходят через электронный блок 16 и считываются оператором с индикаторов 28 и 31. При этом частота вращения шины контролируется по шкале

33 и должна быть в известных пределах постоянной величиной, а биения шины контролируются по шкале 32 амплитуд, например, в миллиметрах и должны быть не более допустимых величин по технической характеристике данного типа шин и транспортного средства. Измерение баланса шин обеспечивает выявление дефекта шин в процессе эксплуатации на ранней стадии возникновения для своевременного устранения путем регулировки ходовой части транспортного средства, что повышает его устойчивость. безопасность движения и срок эксплуатации шин, Все это расширяет функциональные возможности устройства.

Возможно использование предложенного устройства и для измерения частоты вращения различных деталей и узлов транспортного средства в качестве тахометра.

Например, ведущих колес, коленчатого вала и др., для этого магнитный шток 2 вынимают из устройства и устанавливают на крупногабаритных вращающихся деталях транспортного средства. а обмотку датчика 15 располагают с зазором относительно штока

2. Для измерения частоты вращения малогабаритных деталей достаточно нанести риску на ее поверхности, к которой прижимают

30 щуп 42. Величину частоты вращения считывают по шкале 33 индикатора 31 "Частота" с высокой точностью, Кроме того, предложенное устройство для измерения давления в шинах износа и балансировки можно использовать для измерения частоты и амплитуды вибраций различных деталей транспортного средства для диагностики состояния, выявления износа на разных стадиях его проявления с целью своевременного проведения регулировок и ремонта. Для этого фиксатор положения 10 при нахождении штока 2 в крайнем левом положении устанавливают в зону наибольших вибраций узла и прижимают к его поверхности. Для диагностики состояния малогабаритных. труднодоступных и удаленных деталей фиксатор положения 10 используют с упругой мембраной 41 и телескопическим щупом 42, который выдвигают на необходимую длину и касаются им поверхности диагностируемой детали, Величина амплитуды вибраций считывается со шкалы 32 индикатора 28 с учетом коэффициента передачи, а частота вибрации считывается со шкалы 33 индикатора 31. Все это дополнительно расширяет функциональные возможности устройства и делает эффективным его использование в качестве бортового оборудования на транспортном средстве, Формула изобретения

1. Устройство для измерения давления в шинах по авт,св. ЬЬ 1619082, о т л и ч а ющ е е с я тем, что, с целью повышения точности и расширения области применения, оно снабжено упругой мембраной с байонетным разъемом, с помощью которого мембрана закреплена по периферии фиксатора положения.

2. Устройство по п.1, о т л и ч а ю щ е ес я тем, что в нем мембрана снабжена размещенным эксцентрично и параллельно штоку цилиНдрическим телескопическим щупом, а фиксатор положения снабжен направляющей вилкой, в которой размещен щуп.

1778580.

1778580

1 7 705 30

Фиг.6

1778580

Фиг, 8

Составитель А. Соколовский

Техред M.Moðãåíòàë Корректор Н.Ревская

Редактор

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород. ул.Гагарин» l(>1

Заказ 4185 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при! КН1 СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб„4/5