Tren de rodaje con suspensión neumática con dispositivo de medición de nivel que se compone de unidad de sensor y transpondedor.

Tren de rodaje con suspensión neumática con una guía de eje (4) que guía un eje de vehículo (1),

articulada conrespecto a un chasis de vehículo, así como un dispositivo de medición de nivel (19) compuesto por al menos unaunidad de sensor activa (21) y un elemento pasivo (20) para la determinación de una distancia (A) entre tren derodaje y chasis de vehículo, estando dispuesto o bien el elemento pasivo (20) en el tren de rodaje y la unidad desensor activa (21) en el chasis de vehículo o a la inversa, siendo el elemento pasivo es un transpondedor (20)dispuesto en el campo magnético de la unidad de sensor activa (21) y alimentado con energía del mismo, ycomprendiendo la unidad de sensor (21):

- un módulo de lectura de transpondedor (32) para la determinación de la intensidad de campo, con la que eltranspondedor (20) responde a una petición de la unidad de sensor activa (21) o con la que llega la petición dela unidad de sensor activa (21) en el transpondedor (20),

- un módulo de evaluación para la generación de una información de distancia a partir de la intensidad decampo recibida por el módulo de lectura de transpondedor (32),

caracterizado porque el transpondedor (20) se alimenta con energía a través de la unidad de sensor activa(21) de forma inalámbrica a partir de un campo alterno magnético (E), porque el transpondedor (20) transmite ala unidad de sensor activa (21) una respuesta de señal (SA), y la unidad de sensor (21) para su recepcióncontiene el módulo de lectura de transpondedor (32) y porque la unidad de sensor pasiva (20) transmite suinformación de respuesta a la unidad de sensor activa (21) en dos bandas de frecuencia, que estándesplazadas hacia arriba y hacia abajo la altura de una frecuencia de portadora auxiliar fT.

Tren de rodaje con suspensión neumática con dispositivo de medición de nivel que se compone de unidad de sensor y transpondedor

La invención se refiere a un tren de rodaje con suspensión neumática con una guía de eje que guía un eje de vehículo, articulada con respecto a un chasis de vehículo, así como un dispositivo de medición de nivel compuesto por al menos una unidad de sensor activa y un elemento pasivo para la determinación de una distancia entre tren de rodaje y chasis de vehículo, en el que o bien el elemento pasivo está dispuesto en el tren de rodaje y la unidad de sensor activa en el chasis de vehículo o bien a la inversa, el elemento pasivo es un transpondedor dispuesto en el campo alterno magnético de la unidad de sensor activa y alimentado con energía del mismo, y porque la unidad de sensor comprende:

- un módulo de lectura de transpondedor para la determinación de la intensidad de campo con la que responde el transpondedor a una petición de la unidad de sensor activa o con la que llega la petición de la unidad de sensor activa al transpondedor,

- un módulo de evaluación para la generación de una información de distancia a partir de la intensidad de campo recibida por el módulo de lectura de transpondedor.

Los ejes de vehículos con suspensión neumática tienen una amplia aceptación en el sector de cargas pesadas, por ejemplo en vehículos de remolque o semirremolques. El resorte neumático está fijado con uno de sus extremos a través de una tapa hermética al aire al chasis del vehículo, y con su otro extremo soportado a través de un émbolo buzo con respecto al eje de vehículo o la guía de eje que guía el eje de vehículo. El volumen elástico se rodea por un fuelle neumático flexible, que en forma de un fuelle arrollable une entre sí la tapa y el émbolo buzo. El aire comprimido fusionado en el volumen elástico puede suspender elásticamente el vehículo contra golpes debidos a, por ejemplo, irregularidades del firme. Además, mediante el control de la presión en el resorte neumático es posible una adaptación o regulación del nivel. En este sentido, la compresión de resorte del resorte neumático, es decir, la distancia vertical entre la tapa y el émbolo buzo del resorte neumático, determina la altura de marcha del vehículo, bajo la cual se denomina la distancia del chasis de vehículo con respecto a firme. Al cargarse el vehículo, el peso de la carga comprime el aire dentro de la cámara de presión, con lo que disminuye el nivel de la altura de marcha.

Para poder determinar la altura de marcha, se conoce, en relación con resortes neumáticos, el uso de dispositivos de medición de distancias. Basándose en los valores reales obtenidos, a través de un control de la presión de la suspensión neumática tiene lugar un reajuste hasta alcanzar la altura de marcha teórica predeterminada.

Para este fin se conocen por ejemplo dispositivos de medición táctiles que, según el principio de resistencia, modifican la toma en un potenciómetro a través de un transductor de desplazamiento mecánico y así convierten los movimientos del émbolo buzo en una variación de la resistencia óhmica. En el caso de tales dispositivos de medición ha resultado desventajosa la toma mecánica debido al desgaste por rozamiento relacionado con la misma a lo largo de la vida útil de los resortes neumáticos.

Se conocen además sistemas que funcionan de forma capacitiva, en los que el movimiento vertical del émbolo buzo lleva a un desplazamiento relativo de dos placas de condensador de un condensador de placas. A través de la variación resultante de la capacidad del condensador puede calcularse la altura de marcha. En el caso de tales sistemas ha resultado desventajoso el contacto eléctrico de placas del condensador que se mueven una contra otra. También estos sistemas han resultado propensos a fallos en el caso de mayores distancias a detectar.

También han resultado propensos a fallos sistemas inductivos en los que está previsto un sistema de bobina, en el que se mueve un inducido eléctricamente conductor y a través de la variación resultante de la inductividad se determina la distancia. Los valores de medición los pueden falsear objetos metálicos situados en el campo magnético de la bobina.

A partir del documento EP 0 828 087 B1 se conoce un resorte neumático con dispositivo de medición, en el que una primera unidad de sensor está fijada en el fuelle arrollable, y una segunda unidad de sensor está fijada por fuera en el émbolo buzo. Cuando en régimen de marcha en el lado exterior del émbolo buzo se deposita por ejemplo polvo o aceite, entonces esto puede alterar o falsear los resultados de medición.

A partir del documento DE 100 23 622 B4 se conoce un resorte neumático con sensor de nivel integrado, en el que la determinación de distancia tiene lugar con ayuda de un sensor de campo magnético, que determina la intensidad de un imán permanente con distancia variable entre sensor e imán y a partir de ello permite conclusiones sobre esta distancia. Tanto el sensor como el imán permanente se encuentran en el interior del fuelle de resorte neumático. Dado que, sin embargo el sensor y dado el caso su electrónica de evaluación deben conectarse eléctricamente, las conexiones eléctricas deben guiarse de manera reumáticamente estanca a través de la pared del resorte neumático. Esto significa un esfuerzo técnico elevado. Además el sistema puede perturbarse ligeramente mediante campos magnéticos exteriores así como mediante variación del entorno metálico, sin que sea posible un reconocimiento de fallos con esfuerzo razonable.

A partir del documento WO 2006/073717 A1 que figura en el estado de la técnica en el artículo 54 (3) CEP, se conoce una determinación de distancia determinada para un resorte neumático de vehículo con las características indicadas en el preámbulo.

Es objetivo de la presente invención mostrar un tren de rodaje con suspensión neumática del tipo mencionado al principio, en el que la determinación de la altura de marcha trabaje de manera que no sea propensa a influencias externas perturbadoras.

Para conseguirlo, en el caso de un tren de rodaje con suspensión neumática del tipo mencionado al principio, se propone que el transpondedor se alimente con energía a través de la unidad de sensor activa de forma inalámbrica a partir de un campo alterno magnético, que el transpondedor transmita a la unidad de sensor activa una respuesta de señal, y la unidad de sensor contenga para su recepción el módulo de lectura de transpondedor y que la unidad de sensor pasiva transmita su información de respuesta a la unidad de sensor activa en dos bandas de frecuencia, que están desplazadas hacia arriba y hacia abajo la altura de una frecuencia de portadora auxiliar fT.

La combinación de acuerdo con la invención de una unidad de sensor activa con un transpondedor que trabaja de forma pasiva permite una determinación de la altura de marcha que trabaja de forma no propensa a influencias externas perturbadoras en el tren de rodaje. El número de las partes que se mueven mecánicamente es pequeño, además el sistema trabaja sin desgaste y libre de cualquier conexión mecánica entre la unidad de sensor activa y el transpondedor.

Se prefiere una configuración en la que el transpondedor está dispuesto dentro de la cámara de presión del resorte neumático de la suspensión neumática, y la unidad de sensor activa está dispuesta en el chasis de vehículo. Desde el punto de vista constructivo es favorable fijar el transpondedor a un émbolo buzo que se adentra durante una compresión de resorte por lo menos en parte en la cámara de presión del resorte neumático.

Es ventajoso medir, además de la información primaria de la distancia entre unidad de sensor y transpondedor en el lado del transpondedor, otras magnitudes de medición, tales como por ejemplo la temperatura, la presión o la aceleración. Para este fin puede integrarse en el transpondedor al menos un sensor. El transpondedor puede presentar un microprocesador, que convierte los valores de medición detectados por el sensor en una respuesta de señal, que así mismo llega de forma inalámbrica hasta la unidad de sensor activa, para evaluarse y opcionalmente visualizarse en la misma. Este efecto adicional se consigue mediante evaluación de una subportadora, que está desplazada hacia arriba y hacia abajo una cantidad de frecuencia alrededor de la verdadera portadora principal. Si la información de la unidad de sensor pasiva, que junto con la intensidad de campo de la respuesta de señal incluye también la información sobre magnitudes de medición adicionales tales como temperatura y presión, sobre la que se trasladan las dos... [Seguir leyendo]

1. Tren de rodaje con suspensión neumática con una guía de eje (4) que guía un eje de vehículo (1) , articulada con respecto a un chasis de vehículo, así como un dispositivo de medición de nivel (19) compuesto por al menos una unidad de sensor activa (21) y un elemento pasivo (20) para la determinación de una distancia (A) entre tren de rodaje y chasis de vehículo, estando dispuesto o bien el elemento pasivo (20) en el tren de rodaje y la unidad de sensor activa (21) en el chasis de vehículo o a la inversa, siendo el elemento pasivo es un transpondedor (20) dispuesto en el campo magnético de la unidad de sensor activa (21) y alimentado con energía del mismo, y comprendiendo la unidad de sensor (21) :

- un módulo de lectura de transpondedor (32) para la determinación de la intensidad de campo, con la que el transpondedor (20) responde a una petición de la unidad de sensor activa (21) o con la que llega la petición de la unidad de sensor activa (21) en el transpondedor (20) ,

- un módulo de evaluación para la generación de una información de distancia a partir de la intensidad de campo recibida por el módulo de lectura de transpondedor (32) ,

caracterizado porque el transpondedor (20) se alimenta con energía a través de la unidad de sensor activa (21) de forma inalámbrica a partir de un campo alterno magnético (E) , porque el transpondedor (20) transmite a la unidad de sensor activa (21) una respuesta de señal (SA) , y la unidad de sensor (21) para su recepción contiene el módulo de lectura de transpondedor (32) y porque la unidad de sensor pasiva (20) transmite su información de respuesta a la unidad de sensor activa (21) en dos bandas de frecuencia, que están desplazadas hacia arriba y hacia abajo la altura de una frecuencia de portadora auxiliar fT.

2. Tren de rodaje de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizado porque el transpondedor (20) está dispuesto dentro de la cámara de presión (10) del resorte neumático (5) , y la unidad de sensor activa (21) está dispuesta en el chasis de vehículo (2) .

3. Tren de rodaje de acuerdo con la reivindicación 1 o 2, caracterizado porque el transpondedor (20) está fijado a un émbolo buzo (6) que se adentra por lo menos en parte en la cámara de presión (10) del resorte neumático en régimen de marcha.

4. Tren de rodaje de acuerdo con una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por dos unidades de sensor activas (21a, 21b) dispuestas fijas con respecto al chasis y a una distancia una con respecto a otra, entre las que se encuentra el transpondedor (20) .

5. Tren de rodaje de acuerdo con una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque el transpondedor

(20) está dotado de al menos un sensor (30, 31) .

6. Tren de rodaje de acuerdo con la reivindicación 5, caracterizado porque el transpondedor (20) presenta un microprocesador (23) , que convierte los valores de medición detectados por el sensor (30, 31) en una respuesta de señal (SA) , que puede transmitirse de forma inalámbrica a la unidad de sensor activa (21) .

7. Tren de rodaje de acuerdo con la reivindicación 5 o 6, caracterizado porque el sensor es un sensor de temperatura, de presión o de aceleración.

8. Tren de rodaje de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizado porque el transpondedor (20) y la unidad de sensor activa (21) contienen un módulo de escritura/lectura, de modo que pueden transmitirse datos de medición tanto desde el transpondedor (20) hasta la unidad de sensor activa (21) , como también desde la unidad de sensor activa (21) hasta el transpondedor (20) .

9. Tren de rodaje de acuerdo con una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque una primera unidad de sensor pasiva (20a) está fijada al émbolo buzo (6) por fuera de la cámara de presión (10) , y una segunda unidad de sensor pasiva (20b) está fijada a la tapa (7) por dentro de la cámara de presión (10) , en el que desde la primera unidad de sensor pasiva (20a) se transmite la información de RSSI codificada digitalmente o proporcional a la distancia, y desde la otra unidad de sensor pasiva (20b) se transmiten valores de medición de presión y de temperatura codificados digitalmente.

10. Tren de rodaje de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 8, caracterizado porque dos unidades de sensor activas (21a y 21b) están montadas en el fuelle arrollable (9) por fuera de la cámara de presión (10) y la unidad de sensor pasiva (20) está fijada por dentro de la cámara de presión (10) , en el que desde la unidad de sensor pasiva

(20) se transmite tanto la información de RSSI codificada digitalmente o proporcional a la distancia, como también se transmiten valores de medición de presión y de temperatura codificados digitalmente.

11. Tren de rodaje de acuerdo con una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque la unidad de sensor pasiva (20) es un transpondedor de ondas de superficie, que en el caso de excitación mediante un impulso de alta frecuencia del aparato de lectura dependiendo de los valores de temperatura, de presión y de distancia responde con variaciones en el tiempo de propagación de señal, la frecuencia de señal y/o la posición de fase de señal, que evalúa el aparato de lectura.