ITVA20130020U1

ITVA20130020U1 - Dispositivo di rilevazione sforzo in un banco prova freni.

Info

Publication number: ITVA20130020U1
Application number: IT000020U
Authority: IT
Inventors: Gianfranco Crosta
Original assignee: Vamag Srl
Priority date: 2013-05-21
Filing date: 2013-05-21
Publication date: 2014-11-22
Also published as: EP2806255B1; EP2806255A3; EP2806255A2

Description

DISPOSITIVO DI RILEVAZIONE SFORZO IN UN BANCO PROVA FRENI

DESCRIZIONE

CAMPO DELL'INNOVAZIONE

Il presente modello d'utilità si riferisce al settore dei banchi prova per autoveicoli, in particolare i dispositivi di rilevazione sforzi in banchi prova freni.

STATO DELLA TECNICA ANTERIORE

Come noto, tutti i veicoli terrestri provvisti di ruote vengono sottoposti con una certa frequenza a prove di efficienza dell'impianto frenante. Soprattutto nel corso della vita del veicolo, in fase di revisione, esiste l'esigenza di svolgere alcune prove riferite all'efficienza dell'impianto frenante del veicolo (autoveicolo, camion, motoveicoli, quad, che costituisce elemento determinante per la sicurezza attiva del veicolo.

Queste prove si conducono impiegando appositi banchi prova al suolo, che sono configurati e provvisti di sensori per rilevare le forze statiche e dinamiche che agiscono sulle ruote durante una frenata, così da derivare una serie di dati utili a comprendere lo stato del veicolo. Tipicamente, il banco di prova comprende piastre fisse o coppie di rulli girevoli - dotate opportunamente di sensori di forza - sui quali le ruote del veicolo vengono fatte rotolare: la prova si esegue producendo la frenata e rilevando sul banco di prova le forze indotte.

Durante la prova di frenata, è utile rilevare anche lo sforzo applicato dall'utente sull'organo di comando dell'impianto frenante (pedale freno negli autoveicoli, leva freno sul manubrio nei motoveicoli).

A tal fine, sono noti dispositivi di rilevamento degli sforzi, provvisti di celle di carico idonee a rilevare la pressione che viene applicata sul pedale freno o sulla leva freno del veicolo. Normalmente, il dispositivo contiene una cella di carico che converte la forza/pressione rilevata in un segnale elettrico analogico, che viene inviato, attraverso apposito cavo, verso una centralina di controllo ( ad esempio una console che contiene un personal computer) dove questa informazione viene opportunamente elaborata ed integrata con gli altri segnali provenienti dal banco di prova, così da rendere intellegibile all'operatore l'esito della prova effettuata.

E' stato già proposto anche di trasferire via cavo questi segnali elettrici verso un trasmettitore RF, che viene alloggiato a bordo del veicolo: così facendo, il segnale di forza viene trasmesso alla console (tipicamente installata in posizione fissa in una officina) via radio frequenza.

Tuttavia, questi sistemi noti non sono completamente soddisfacenti. Il trasmettitore RF viene tipicamente alimentato utilizzando una connessione alla presa 12V a bordo veicolo (normalmente la presa accendisigari) e presenta un certo ingombro, ciò che obbliga l'operatore a considerare adeguatamente come alloggiare a bordo i vari dispositivi. La presenza dei fili, in ogni caso, è di disturbo sia nella fase di alloggiamento, sia nella fase di frenata (i fili possono interferire con le mani o con i piedi durante la frenata) possono generare malfunzionamenti se non vengono trattati con attenzione e sono soggetti facilmente a rotture causate dalla continua manipolazione PROBLEMA E SOLUZIONE

Problema alla base del modello è dunque quello di fornire un dispositivo di rilevamento dello sforzo pedale/leva freno per un banco prova freni, che risolva i problemi suaccennati.

Tale scopo viene conseguito mediante un dispositivo come descritto, nelle sue caratteristiche essenziali, nella rivendicazione principale qui in calce. Le rivendicazioni subordinate riguardano caratteristiche preferite e particolarmente vantaggiose del modello.

BREVE DESCRIZIONE DEI DISEGNI

Ulteriori caratteristiche e vantaggi del modello risultano comunque meglio evidenti dalla seguente descrizione dettagliata, fornita a titolo esemplificativo e non limitativo ed illustrata nei disegni allegati, nei quali: figg. 1A, 1B e 1C sono viste, rispettivamente, in alzato frontale, in pianta dall'alto e in alzato laterale del dispositivo secondo il modello;

figg. 2A e 2B sono viste secondo due diverse prospettive del dispositivo secondo il modello;

figg. 3A e 3B sono viste in sezione, prese rispettivamente secondo le linee A-A e B-B di fig. 1, del dispositivo secondo il modello

figg. 3C-3E sono ulteriori viste prospettiche con parti asportate;

fig. 4 è una vista in prospettiva, con parti asportate, che mostra i componenti interni del dispositivo secondo il modello;

fig. 5 è una vista fotografica in prospettiva di una unità ricevente destinata a cooperare con il dispositivo secondo il modello; e

fig. 6 è una vista in prospettiva del dispositivo secondo il modello applicato ad una leva freno di un motoveicolo.

DESCRIZIONE DETTAGLIATA

Un dispositivo di rilevamento degli sforzi per un banco prova freni si compone, in modo di per sè noto, da un telaietto 1 sul quale è installato un sensore a cella di carico 2. Quest'ultimo è genericamente in forma prismatica a T, con una parte di testa 2a parzialmente esposta dal telaietto ed una parte di fusto 2b alloggiata all'interno del telaietto e fissata ad esso.

Il telaietto 1 presenta pareti di contenimento la che circondano la cella di carico. Il corpo scatolare, definito dal telaietto 1 e dalle relative pareti di contenimento la, è chiuso da una parte (superiore nelle figure) propriamente dalla porzione di testa 2a della cella di carico 2: la parte di testa 2a costituisce una piastra curva di azionamento, sulla quale è previsto venga esercitato un carico (della mano o del piede dell'utente) mentre la parte inferiore del telaietto viene tenuta in contrasto con l'organo di comando (pedale o leva freno) dell'impianto frenante. Per ottenere un appoggio efficace del telaietto 1 al pedale/leva freno, inferiormente al telaietto (ossia dalla parte opposta alla piastra di azionamento 2a) è previsto un cuscinetto 3 di materiale ad elevato attrito, per esempio di materiale elastomerico.

Per meglio vincolare il dispositivo alla mano o al piede dell'utente, è inoltre prevista una fascia o cinturino di aggancio 4, per esempio costituito da due porzioni di veltro 4a e 4b fissate alla piastra curva 3 mediante viti V (o qualsiasi altro metodo idoneo).

Come meglio visibile nelle figg. 3A de 3C, la cella di carico 2 è configurata in modo che la porzione di fusto 2b sia suddivisa in due semiporzioni, una superiore ed una inferiore (con riferimento alla rappresentazione dei disegni), da un sottile taglio passante 2'. Il taglio 2' si interrompe in corrispondenza di una parte di radice della cella, così da mantenere l'integrità delle due semiporzioni. La fessura 2' ha la funzione di amplificare la deformazione della cella di carico all'applicazione di un carico al di sopra della testa 2a in forma di piastra curva: la deformazione viene letta, in modo convenzionale, mediante una serie di estensimetri 8 connessi ad una piastrina circuitale 8'.

Secondo il modello, inoltre, all'interno del corpo scatolare definito dalla testa 2a della cella di carico 2 e dal telaietto 1, trovano alloggiamento anche una sorgente di alimentazione elettrica, quale un accumulatore elettrico 6, ed unità di trasmissione senza fili 7 (RF, bluetooth®,

La sorgente di energia elettrica 6 è in forma di una basetta di contatto per un accumulatore elettrico, quale una batteria standard, per esempio una batteria (eventualmente ricaricabile) di tipo AAA. L'accesso al compartimento della batteria è consentito da un coperchietto la' predisposto sulla parete perimetrale la del dispositivo. La basetta di contatto è vantaggiosamente montata sula semiporzione superiore del fusto 2b della cella di carico, come visibile nelle figg. 3A e 3B.

L'unità di trasmissione 7 comprende una parte elettronica di elaborazione del segnale elettrico (analogico) generato dalla cella di carico, amplificato e convertito in un segnale digitale che viene inviato attraverso un trasmettitore radio ( es. Bluetooth®, WiFi, ZigBee,... ). Sull'unità di trasmissione 7 è prevista anche un apparato di gestione dell'alimentazione elettrica, avente lo scopo di ottimizzare il prelievo di energia dall'accumulatore elettrico 6 e quindi garantire una durata minima di funzionamento dell'apparato.

Per garantire una durata ottimale della batteria, il sistema di trasmissione ( che è il componente col più alto impegno energetico ) viene acceso solo quando il rilevamento della misura è effettivamente in corso. Sono previste due differenti modalità di accensione dell'apparato: un pulsante (eventualmente capacitivo) azionato non appena la mano/piede dell'operatore tocca la parte di azionamento 2a, oppure una attivazione automatica non appena la cella di carico rileva una forza superiore ad una soglia prestabilita ed impostabile.

L'apparato si spegne automaticamente quando la forza misurata dalla cella scende sotto una soglia prestabilita per un minimo intervallo di tempo, segnalando che il dispositivo non viene utilizzato.

Grazie a questo montaggio integrato su una medesima scheda circuitale 5, la cella di carico 2 e le due unità di alimentazione elettrica 6 e di trasmissione senza fili 7 trovano posto all'interno del corpo scatolare del dispositivo 1, che conserva così dimensioni modeste, per esempio dell'ordine di 60x50x30 mm.

L'unità di trasmissione 7 è connessa con la cella di carico 2, tramite la piastra circuitale 8', in modo tale da acquisire i segnali relativi alla forza rilevata e poi trasmetterli via onde elettromagnetiche verso una ricevente connessa ad una console di elaborazione (non mostrata). Una possibile unità ricevente è illustrata in fig. 5: questa versione è concepita per sfruttare il protocollo di comunicazione bluetooth® e si interfaccia con la console mediante una porta seriale, attraverso la quale trasferisce i dati provenienti dall'unità di trasmissione 7.

In fig. 6 è illustrata una possibile applicazione del dispositivo secondo il modello. Come si rileva, il cuscinetto di appoggio 3 viene posto a contatto di una leva freno F di un motoveicolo. Il cinturino 4 viene posto attorno alla mano dell'utente, che quindi esercita l'azione frenante sulla leva F facendo pressione sul dispositivo 1, in particolare sulla piastra curva 2a della cella di carico. Durante la prova freni, l'utente esercita un'azione di trazione della leva F verso la manopola M del manubrio del motoveicolo, esprimendo dunque una forza che si scarica sulla piastra curva 2a del dispositivo di rilevamento 1. Lo sforzo si trasferisce così alla zona di lettura degli estensimetri, così da generare un segnale di forza che viene trasferito, mediante l'unità di trasmissione 7, alla console di elaborazione.

Analogo funzionamento è previsto nel caso il dispositivo secondo il modello venga appoggiato al pedale freno di un autoveicolo e il piede dell'utente venga appoggiato alla piastra curva 2a ed ivi trattenuto dal cinturino 4.

Durante il processo di frenatura vengono così rilevati gli sforzi agenti sul pedale/leva in modo graduale (aumenta la forza frenante in corrispondenza dell'aumento dello sforzo agente sul pedale/leva).

Grazie alla configurazione perfezionata qui proposta, l'utente non si trova più a dover gestire dei fili di connessione, poiché sia i segnali di lettura della cella di carico, sia l'alimentazione elettrica del dispositivo non richiedono la presenza di fili che escono dal corpo scatolare. Si ottengono quindi significativi vantaggi, rispetto alla tecnica nota, in termini di maneggevolezza del dispositivo ed anche della sua durata ed affidabilità.

S'intende comunque che la protezione del modello descritto sopra non è limitata alla particolare configurazione illustrata, ma si estende ad ogni altra variante costruttiva che consegue pari utilità.

Ad esempio, la geometria e le dimensioni del corpo scatolare e del cinturino di aggancio possono anche differire notevolmente da quelle illustrate. Il cinturino potrebbe essere concepito per trattenere il dispositivo alla leva/pedale freno, anziché alla mano/piede dell'utente.

Claims

RIVENDICAZIONI 1) Dispositivo di rilevamento degli sforzi di comando in un'apparecchiatura di prova freni per veicoli terresti, comprendente un corpo scatolare (1, la) contenente una cella di carico (2), provvista di una porzione esterna di azionamento (2a), e mezzi di ritegno in posizione (4) del corpo scatolare (1, la), caratterizzato da ciò che detta cella di carico (2) è installata su un telaietto (1) ed è connessa ad una piastrina circuitale (8') di rilevamento degli sforzi, ad un accumulatore elettrico (6) e ad un'unità di trasmissione senza fili (7), quest'ultima essendo interfacciata con detta cella di carico (2) tramite detta piastrina circuitale (8') in modo da trasmettere verso un'unità ricevente i segnali di forza rilevati da detta cella di carico (2), e da ciò che detta piastrina circuitale (8'), accumulatore elettrico (6) e unità di trasmissione (7) trovano alloggiamento all'interno di detto corpo scatolare.
2) Dispositivo come in 1, in cui detti mezzi di trasmissione senza fili (7) trasmettono in RF o con protocollo bluetooth®.
3) Dispositivo come in 1 o 2, in cui detto corpo scatolare è definito da detto telaietto (1), provvisto di pareti perimetrali (la), e dalla porzione esterna di azionamento (2a) in forma di piastra curva.
4) Dispositivo come in 3, in cui dette pareti perimetrali (la) presentano uno sportello di ispezione (la') che fornisce accesso ad un vano di installazione di detto accumulatore elettrico (6).
5) Dispositivo come in una qualsiasi delle precedenti rivendicazioni, in cui detta cella di carico è configurata come un corpo prismatico a T, la parte di testa definendo detta porzione esterna di azionamento (2a) e la parte di fusto (2a) essendo suddivisa da un sottile taglio passante (2') in due semiporzioni unite ad un'estremità.
6) Dispositivo come in 5, in cui detto accumulatore elettrico (6) è montato solidale a una di dette semiporzioni della cella di carico (2) che si protende in detta porzione esterna di azionamento (2a).