El objeto de la presente invención es la regulación dinámica de la presión del neumático entre unos valores máximo y mínimo que pueden ser ajustados variando la geometría del dispositivo y/o la presión de referencia de la cámara del neumático. Esta variación de la presión se obtiene a través del cambio de volumen experimentado por la cámara del neumático debido al desplazamiento radial de un elemento ferromagnético, que cambiará su posición por la activación de un dispositivo electromagnético o electroimán que permitirá regular y obtener la presión deseada en el neumático en cada momento.

El campo de aplicación de este dispositivo es extensible a todos los vehículos con ruedas compuestas al menos por un neumático y una llanta, tales como motocicletas, automóviles, camiones, autobuses, etc.

Estado de la técnica

Los neumáticos en contacto con la carretera no mantienen su forma circular sino que se deforman generando una superficie plana en el punto de contacto. El tamaño de esta superficie plana depende, principalmente, del peso del vehículo, de los materiales y geometría del neumático y de la presión de inflado. La deformación del neumático en contacto con la carretera, así como el coeficiente de fricción de los materiales, proporciona el agarre. Si se es capaz de variar la superficie de contacto, se podrá incrementar o reducir el agarre y fricción del neumático con la carretera, sabiendo que a mayor superficie de contacto, mayor energía transferida al suelo y viceversa, a menor superficie de contacto, menor consumo de energía.

Para alterar sensiblemente la superficie de contacto es necesario variar alguno de los parámetros principales que la definen. En el caso de la presente invención el objetivo es variar la presión de la cámara del neumático. Si se asume que el aire que hay en el interior de la cámara del neumático se comporta como un gas ideal, se puede considerar la fórmula: P V = n - R T , siendo P (presión), V (volumen), n (moles), r (constante) y T (temperatura) las variables.

Si se es capaz de alterar el volumen de la cámara del neumático lo suficientemente rápido, no habrá tiempo suficiente para experimentar un cambio de temperatura notorio. Teniendo en cuenta que tampoco se va a incrementar la cantidad de gas o en la cámara del neumático, el número de moles permanecerá constante. En este caso, se puede considerar que: P ^■ V = Const. , lo que permite decir que si se reduce el volumen de la cámara del neumático lo suficientemente rápido, se incrementa proporcionalmente la presión del neumático, y viceversa, así que se puede variar la presión con incrementos y decrementos de volumen y con ello la superficie de contacto con la carretera.

La presión del neumático de cada vehículo está definida por el fabricante teniendo en consideración el tipo de neumático, el propio vehículo y la carga sobre este, entre otros parámetros. Existen tablas con valores recomendados para la presión de los neumáticos en función de estas variables. El valor de presión se mantiene más o menos constante mientras se conduce (hay ciertos cambios debidos a la temperatura, las características de la carretera, etc.), por lo que finalmente no se tiene el valor óptimo de presión para el máximo agarre así como tampoco el valor óptimo para un bajo consumo de energía. El propósito de esta invención es revolver este problema, propiciando el valor óptimo de presión del neumático para cada condición de conducción, incrementando el agarre o reduciendo el consumo energético en función de las necesidades.

En el estado de la técnica no es conocido ningún dispositivo que permita resolver el problema anteriormente mencionado.

Descripción de la invención y de las figuras

Para la materialización de la invención es necesario al menos una llanta [1] con perforaciones [2], un dispositivo electromagnético o electroimán [3] adaptado, un elemento ferromagnético [4], una membrana [5] para la separación de las cámaras, un neumático [7], un sensor de presión [8], cableado [9] [10] embutido en la llanta [1], una conexión eléctrica radial [11] (conexión eléctrica implementada en el eje) y la electrónica de control para la regulación.

El efecto que se obtiene con la instalación de este dispositivo es la regulación dinámica y automática de la presión del neumático [7] con lo que se controlará y ajustará el valor que mejor se adecué a los requisitos de cada condición de conducción.

La presente memoria está acompañada por las siguientes figuras que, con carácter ilustrativo y no limitativo, muestran: F¡g. 1.- Componentes

Fig. 2.- Funcionamiento campo magnético desactivado

Fig. 3.- Funcionamiento campo magnético activado

Fig. 4.- Dispositivo incrementando presión

Fig. 5.- Dispositivo decrementando presión

Fig. 6.- Ubicación alternativa de las perforaciones

Descripción de un ejemplo preferente de realización

El regulador electromagnético de la presión de un neumático, objeto de la presente invención, comprende al menos los siguientes componentes, que se detallan en la figura 1:

• Llanta perforada [1], para conseguir el flujo de aire exterior que permite desplazarse al elemento ferromagnético [4], es necesario perforar la superficie interior de la llanta [1] con una o varias perforaciones [2].

· Electroimán [3], instalado sobre la superficie interior perforada de la llanta [1], debe estar también perforado y genera la fuerza necesaria para desplazar el elemento ferromagnético [4].

• Elemento ferromagnético [4], adherido a la superficie de una membrana [5], recibe la fuerza del campo magnético [13] del electroimán [3] y altera su posición para variar el volumen de la cámara del neumático [6] y generar una cámara abierta [12] que se rellena con aire exterior.

• Membrana [5] elástica e impermeable, fijada a la llanta [1], mantiene la cantidad de gas constante en la cámara del neumático [6] y limita el desplazamiento radial del elemento ferromagnético [4], manteniendo la cámara del neumático [6] siempre aislada de la cámara abierta [12].

• Neumático [7],

• Sensor de presión [8], se instala fijado a la llanta [1] en el interior de la cámara del neumático [6], y permite la monitorización de la presión del neumático [7]·

· Cables de conexión [9, 10], embutidos en la estructura de la llanta [1], lleva las señales eléctricas del sensor de presión [8] y del electroimán [3].

• Conexión eléctrica giratoria [11], instalada en el eje de la llanta [1], proporciona la conexión eléctrica con el eje de la rueda y con los elementos de control en el interior del vehículo. El regulador electromagnético de la presión del neumático, objeto de la presente invención, es capaz de regular la presión en el interior de la cámara del neumático

[6] sin añadir gas adicional, sino a través de la variación del volumen de la cámara del neumático [6].

Para obtener este efecto, se instala sobre la superficie interna de la llanta [1] un electroimán [3] que genera un campo magnético [13] que desplaza una pieza ferromagnética [4], con lo que se varía el volumen de la cámara del neumático [6]. Aire del exterior fluye a través de las perforaciones [2] realizadas en la superficie interior de la llanta [1] y rellena la cámara abierta [12] generada entre el electroimán [3] y el conjunto formado por el elemento ferromagnético [4] y la membrana [5], permitiendo así el desplazamiento radial del elemento ferromagnético [4].

En la figura 2 se representa un ejemplo de una rueda con un posible diseño del regulador electromagnético de presión de un neumático funcionando con el campo magnético [13] desactivado, lo que implica un mayor volumen en cámara del neumático [6] y por consiguiente una menor presión del neumático [7].

Por el contrario, en la figura 3 se representa un ejemplo de una rueda con un posible diseño del regulador electromagnético de presión de un neumático funcionando con el campo magnético [13] activado, lo que implica un menor volumen en cámara del neumático [6] y por consiguiente una mayor presión del neumático [7].

La pieza ferromagnética [4] está fijada a la superficie de una membrana [5] elástica e impermeable que contendrá el gas en el interior de la cámara del neumático [6]. La membrana [5] está fijada a su vez a la superficie interior de llanta perforada [1] y sus cambios de posición alteran el volumen de la cámara del neumático [6].

La regulación de la presión del neumático [7] se realiza a través de la variación de la intensidad del campo magnético [13]. Con el campo magnético [13] desactivado, el neumático mantiene su presión en el valor mínimo, dado que la presión del interior de la cámara del neumático [6] mantiene la pieza ferromagnética [4] en contacto con la superficie del electroimán [3]; por consiguiente, el volumen de la cámara del neumático [6] es máximo.

Por el contrario, en el caso de que sea necesaria una mayor presión en el neumático [7], la activación del campo electromagnético [13] separa la pieza ferromagnética [4] de la superficie del electroimán [3]. Cuanto mayor sea la intensidad del campo electromagnético [13], mayor es la presión en el neumático [7], dado que la cámara del neumático [6] reduce su volumen con la activación del electroimán [3].

El sensor de presión [8] instalado en el interior de la cámara del neumático [6] permite la regulación del funcionamiento del dispositivo y la monitorización del valor de la presión. En combinación con los sistemas de control del vehículo, este dispositivo permite la regulación dinámica de la presión del neumático [7].

Para evitar posibles efectos de calentamiento y ensuciamiento debido a las altas temperaturas de los discos de freno durante la frenada, una posible variación del ejemplo anterior consiste en la ubicación de la perforación o las perforaciones [2] de la llanta [1], las cuáles se puede recolocar en el canto interior de la llanta [1] como muestra la figura 6. Igualmente podrán realizarse las perforaciones [2] en el canto exterior de la llanta [1].