CN221113380U - 轮胎充气系统 - Google Patents

Abstract

本文涉及一种轮胎充气系统，该轮胎充气系统具有不可旋转元件(1)和安装在不可旋转元件(1)处的可旋转元件(2)，流体路径，流体路径延伸穿过不可旋转元件(1)的腔体和可旋转元件(2)的腔体，用于将流体从不可旋转元件(1)送到可旋转元件(2)。可旋转元件(2)和不可旋转元件(1)中的至少一个元件相对于另一个在轴向方向上可在标准位置(A)和充气位置(B)之间移动，并且构造成响应于流体路径中提供流体压力，抵抗回位弹簧(4)的偏置而朝向充气位置(B)滑动。间隙(5)设置在不可旋转元件(1)和可旋转元件(2)之间。不可旋转元件(1)和可旋转元件(2)中的一个元件会保持在间隙(5)内延伸的密封垫(3)，并且不可旋转元件(1)和可旋转元件(2)中的其余一个元件限定用于密封垫(3)的接触区域。在充气位置(B)中，密封垫(3)与接触区域密封接合。

Description

轮胎充气系统

技术领域

本文涉及机械工程领域，例如涉及车辆技术。更具体地，本文主要涉及一种轮胎充气系统，轮胎充气系统可用于例如非公路车辆中。

背景技术

已知的轮胎充气系统允许在车辆运行期间，诸如当车辆行驶时，对轮胎充气或放气。例如，诸如空气的流体可从不可旋转部件送到可旋转部件，从而对安装在可旋转部件上的轮胎充气，或者反之亦然。因此，必须在可旋转部件与不可旋转部件之间建立密封，以允许流体在不可旋转部件和可旋转部件之间传输，但应当避免部件之间的过度摩擦。

有鉴于此，本公开的目的是提出一种轮胎充气系统，在该轮胎充气系统中，可旋转部件和不可旋转部件之间的密封可以以高精度来控制，并且旋转部件之间的摩擦是减少的。特殊实施例在从属权利要求和下文说明及附图中描述。

实用新型内容

因此，目前提出的轮胎充气系统包括不可旋转元件和安装在不可旋转元件上或处的可旋转元件。流体路径延伸穿过不可旋转元件的腔体和可旋转元件的腔体，用于将诸如空气的流体从不可旋转元件送到可旋转元件。可旋转元件和不可旋转元件中的至少一个元件可相对于另一个在轴向方向上在标准位置和充气位置之间移动，并且构造成响应于流体路径中提供流体压力，抵抗回位弹簧的偏置而朝向充气位置滑动。间隙形成或提供在不可旋转元件和可旋转元件之间。不可旋转元件和可旋转元件中的一个元件会保持在间隙内延伸的密封垫，而不可旋转元件和可旋转元件中的其余一个限定用于密封垫的接触区域。在充气位置中，密封垫与接触区域密封接合。

例如，随着密封垫与接触区域接合，这种解决方案可提供非常好控制的密封性。

流体路径延伸穿过不可旋转元件的腔体和可旋转元件的腔体，用于将诸如空气的流体从不可旋转元件送到可旋转元件。可旋转元件可保持轮胎，该轮胎可通过流体充气。可旋转元件还可以连接到可旋转凸缘或类似物，该凸缘会保持轮胎，该轮胎可通过流体充气。也设想了轮胎可经由相同的流体路径或者经由包括相同或不同特征的另外流体路径来放气。可旋转元件和不可旋转元件中的至少一个元件可在标准位置和充气位置之间沿轴向方向相对于彼此移动。例如，可旋转元件可构造成轴向地移动到充气位置，其中，回位弹簧将可旋转元件朝向标准位置偏置。附加地或替代地，不可旋转元件可构造成轴向地移动到充气位置，其中，回位弹簧或第二回位弹簧会使不可旋转元件偏置到标准位置。在可能的实施例中，可旋转元件可在轴向方向上移动，其中，不可旋转元件在轴向方向上是固定的。

不可旋转元件的至少一部段可延伸至可旋转元件内或者可接收在可旋转元件内，或者反之亦然。例如，可旋转元件可以延伸轴向地远离不可旋转元件，其中，轴向重叠部可以设置在可旋转元件和不可旋转元件之间。

例如，响应于流体路径中提供的流体压力，可旋转元件可构造成在轴向远侧方向上从标准位置朝向充气位置移动。

例如，响应于在流体路径中提供的流体压力，随着元件处于充气位置，密封垫可处于与接触区域轴向对齐的位置。具体地，密封垫和接触区域在标准位置中可相对于彼此轴向地偏置，并且它们可构造成在充气位置中轴向地对齐。通过在可旋转元件和不可旋转元件之间的相对轴向移动，系统可在标准位置和充气位置之间转变。例如，可旋转元件可构造成响应于流体路径中提供的流体压力而在轴向方向上，特别是轴向远侧方向上移动，从而使密封垫与接触区域轴向对齐。

在一个实施例中，可提供可旋转凸缘，并且该可旋转凸缘连接到可旋转元件。可旋转凸缘可构造成与可旋转元件一起旋转。例如，可旋转凸缘可以保持轮胎。例如，可旋转元件可以可移动地布置在凸缘处或凸缘内，以允许可旋转元件相对于不可旋转元件和/或相对于凸缘在轴向方向上移动。例如，回位弹簧可设置在可旋转元件和凸缘之间。

在轮胎充气系统的一种操作模式中，车辆和车轮可以是静止的并且可旋转元件可以不旋转。通过轴向地移动可旋转元件和/或不可旋转元件，密封垫可与接触区域密封地接合，例如以使轮胎充气。在轮胎充气系统的另一种操作模式中，车辆可以在运动并且可旋转元件可以与车轮一起旋转。在这种情况下，通过轴向地移动可旋转元件和/或不可旋转元件，密封垫可以与接触区域密封地接合。

间隙形成或提供在不可旋转元件和可旋转元件之间，并且密封垫延伸于其中的间隙可以是径向或径向延伸的间隙。在这种情况下，间隙可被视为形成环形间隙腔室，该环形间隙腔室布置在可旋转元件和不可旋转元件的内部元件与可旋转元件和不可旋转元件的外部元件之间。内部元件的至少一部段可在外部元件内延伸。密封垫可以从密封垫安装于其上的元件突出，例如在径向方向上朝向另一元件。例如，密封垫可以设置在或者可以安装在形成外侧元件或外轴的可旋转元件上，并且可以从外部可旋转元件的内径向内突出并且朝向内部不可旋转元件。在其他实施例中，密封垫可设置或安装在内部元件上并且可径向向外突出，和/或可旋转元件可形成内部元件。

在一个实施例中，密封垫可设置或安装在可旋转元件上，并且接触区域可形成或设置在不可旋转元件上。在一个实施例中，密封垫设置在不可旋转元件上，并且接触区域形成或设置在可旋转元件上。也可以设想在系统中存在多于一个密封垫，多于一个密封垫设置在一个元件上或者在两个元件上。在一个示例中，第一密封垫设置或设在腔室的轴向内侧上，并且第二密封垫设置或设在腔室的轴向外侧上。

接触区域可形成或设置在从限定接触区域的相应元件突出的突起上。突起例如可布置成在充气位置中与密封垫轴向对齐。例如，突起可以设置在不可旋转元件和可旋转元件的内部元件上，借助于内部元件的增加的外径。例如，增加的直径可设置在内部元件的端部处。例如，突起可以设置在不可旋转元件和可旋转元件的外部元件上，例如借助于外部元件的减小的内径。

例如，突起可包括加宽部段，例如呈锥形部段的形式。举例来说，响应于在流体路径中提供流体压力，密封垫可构造成在从标准位置朝向充气位置过渡期间，滑动跨越加宽或锥形部段，去至接触区域。最后，如上所述，在充气位置中，密封垫和接触区域轴向对齐。随着压力停止，密封垫跨越加宽或锥形部段移动返回，并且去至与接触区域轴向偏置的位置。这允许两个位置之间的平稳过渡。

例如，密封垫可由可压缩材料制成。例如，密封垫可包括橡胶，诸如硬质橡胶或柔性橡胶。

例如，密封垫和接触区域之间的密封接合可包括该密封垫被压缩。随着密封垫远离接触区域移动返回，它可能会再次扩张。

不可旋转元件可以例如是径向内部元件，诸如内轴，而可旋转元件可以是径向外部元件，诸如外轴，其中，径向外部可旋转元件至少部分地环绕不可旋转元件。

可旋转元件可以例如是径向内部元件，诸如内轴，而不可旋转元件可以是径向外侧元件，诸如外轴，不可旋转元件至少部分地环绕可旋转元件。

例如，腔室可设置在流体路径中。腔室可布置在不可旋转元件的腔体和可旋转元件的腔体之间。在一个示例中，腔室的至少一部分设置在不可旋转元件的腔体与可旋转元件的腔体之间的轴向位置处，其中，流体可在轴向远侧方向上与方向部件一起流动，从不可旋转元件的腔体去至腔室，并且去至可旋转元件的腔体。该腔室可由这样的压力表面部分地界定，即，该压力表面设置在可沿轴向方向上移动的至少一个元件上。所述轴向可移动元件可构造成响应于腔室中的流体压力并且抵靠该压力表面而移动到充气位置。

在标准位置与充气位置之间，可旋转元件和不可旋转元件可在轴向方向上相对于彼此位移至少2毫米或至少3毫米和/或至多10毫米或至多8毫米或至多7毫米。当设想了两个元件同时运动的情况，或者当设想了元件中的仅一个运动时的情况，情况可能是这样。

附图说明

现在将参照附图对当前建议的轮胎充气系统进行示例性说明，其中

图1a、1b示出了该轮胎充气系统在标准位置和充气位置中的第一实施例，以及

图2a-2d示出了拖拉机轮毂中的轮胎充气系统的详细示例性实施例的不同视图。

具体实施方式

图1a和1b示出了轮胎充气系统，该轮胎充气系统具有不可旋转元件1和可旋转元件2，不可旋转元件1形成内固定轴，可旋转元件2安装在不可旋转元件1上或处。可旋转元件2形成外轴。可旋转元件2的部段环绕不可旋转元件1。该轮胎充气系统设计为自动中央轮胎充气系统，可用于例如非公路车辆中，并且其能够在车辆行驶和在车辆停止时使轮胎充气和放气。当车辆在移动时，可旋转元件2旋转，如图1a和1b的右侧的双箭头指示。

图1a示出系统处于标准位置A中，在该位置中，安装在可旋转元件2上的密封垫3与不可旋转元件1之间的摩擦力的程度是低的。并且图1b示出图1a的系统处于充气位置B中，在该位置中，用于对轮胎充气的流体路径被密封。

参见图1a和图1b两者，流体路径F延伸穿过不可旋转元件1的腔体和穿过可旋转元件2的腔体，用于将诸如空气的流体从不可旋转元件1送到可旋转元件2。沿着可旋转元件2的旋转轴线，可旋转元件2向不可旋转元件1的远侧延伸。可旋转元件2沿轴向方向至少部分地环绕不可旋转元件1。可旋转元件2在标准位置A和充气位置B之间可相对于不可旋转元件1在轴向方向上移动。

可旋转元件2由此构造成在轴向远侧方向上从标准位置A朝向充气位置B滑动，即去至右边，如图1b中箭头指示，例如抵抗回位弹簧4的偏置作用。响应于在流体路径中提供或施加流体压力发生可旋转元件2的滑动。流体压力和流体流量在图1b中借助于流体路径F中的箭头来指示。其中，腔室8b设置在流体路径中，在不可旋转元件1的腔体与可旋转元件2的腔体之间，该腔室8b在其右侧由可旋转元件2上设有或形成的压力表面8部分地界定。可旋转元件2因此构造成响应于腔室8b中的流体压力移动到充气位置B并且抵靠压力表面8。其中，可旋转元件2和不可旋转元件1可在标准位置A和充气位置B之间在轴向方向上相对于彼此位移，例如在3毫米和7毫米之间。

径向延伸的环形间隙5形成或设置在不可旋转元件1和可旋转元件2之间。不可旋转元件1形成内轴并且可旋转元件2形成外轴，径向间隙5在它们之间形成环形中空空间，径向间隙5环绕内部不可旋转轴1。

安装在可旋转元件2上的密封垫3是可压缩的。例如，密封垫3可包括硬质橡胶或由硬质橡胶制成。在图1a和图1b所描绘的实施例中，该密封垫接纳在形成于可旋转元件2的向内面向表面的凹口中。可以理解，在替代实施例中，密封垫3可以以其他方式安装或固定在可旋转元件2上，例如借助于诸如螺钉或螺栓的连接元件。密封垫3在间隙5内延伸。不可旋转元件1为密封垫3限定接触区域。在图1b所示的充气位置B中，密封垫3与形成于不可旋转元件1的外表面上的接触区域轴向对齐并且密封接合。

接触区域设置或形成在从不可旋转元件1上突出的突起或增大直径部分6上。在此，突起6借助于增大内部不可旋转轴的外径设置，例如在该内部不可旋转轴的端部处。突起6布置成在充气位置B中与密封垫3轴向对齐。其中，突起6包括锥形部段7，内部不可旋转轴的直径在此处变宽。响应于在流体路径中提供流体压力，密封垫3构造成当从标准位置A朝向充气位置B过渡时，跨越锥形部段7滑动到接触区域。密封垫3与接触区域之间的密封接合包括密封垫3被压缩，即密封垫随着其沿锥形部段7滑动和当其位于突起6处时经受压缩。

当释放流体压力时，回位弹簧4将可旋转元件推回到标准位置A中，在该处密封垫3与形成于内部不可旋转轴的减小直径部分上的环形表面1b轴向对齐，并且与接触区域轴向偏置。具体地，沿着可旋转元件2的旋转轴线，不可旋转元件1的环形表面1b设置在与不可旋转元件1面向可旋转元件2并包括增大直径部分或突起6的端部部分保持一定距离的位置处。当系统处于标准位置A中并且回路未受压时，密封垫3可在外部旋转或可旋转元件2与不可旋转元件1的环形表面1b之间提供明确限定的密封，在密封垫3与不可旋转元件1的环形表面1b之间具有非常小且明确限定的压缩量并且具有小的摩擦力。

如从图1a和图1b中可以看出，在此提出的解决方案示出了密封垫的明确限定的压缩，其取决于不可旋转元件1上的直径或可经由不可旋转元件1上的直径来控制。因此，在两种状态下(标准位置A和充气位置B)，密封和摩擦都几何地受控。这与其中密封接触直接取决于例如充气压力的已知解决方案不同。

图2a-2d示出了轮胎充气系统的各种视图。

图2a示出了带有拖拉机轮毂24的驱动轴10的概览，其中提供了该系统。图2b、2c和2d示出了剖视图，外露了拖拉机轮毂24的更多细节。行星减速齿轮11由连接到驱动轴10的花键轴9驱动。液压制动器12设置在该系统中。

轮毂24由形成内轴的不可旋转元件1支承。不可旋转元件1固定，而连接到凸缘19的可旋转元件2随轮胎轮辋旋转。可旋转元件2可旋转地安装在不可旋转元件1上或处。可旋转元件2的一部段环绕不可旋转元件1。

图2d示出其中不发生充气的标准位置。当轮胎充气启动时，来自压缩机的空气流经进气口21。进气口21连接到螺纹端口13，而出气口221连接到第二螺纹端口14，以便空气流向轮胎。其中，流体路径延伸穿过不可旋转元件1的腔体和可旋转元件2的腔体，用于将流体从不可旋转元件1送到可旋转元件2并且最后去至轮胎。

如从图2c和2d中可以看出，加压空气供应端口13，并且穿过孔13b和13c，并且随后进入可旋转元件2的腔室8b。一系列径向孔2b设置成用于从腔室8b朝向第二螺纹端口14排气。

可旋转元件2保持由橡胶制成的两个可压缩密封垫3a、3b。密封垫3a、3b位于设置在不可旋转元件1与可旋转元件2之间的径向间隙5a、5b内。在图2d所示的状态中，该状态是其中不发生充气的标准位置，密封垫3a、3b与设置在不可旋转元件1上的环形表面1c、1d轴向对齐，提供明确限定的低摩擦密封。

腔室8b设置在流体路径中，在不可旋转元件1的腔体与可旋转元件2的腔体之间，并且其在一侧上由设置在可旋转元件上的压力表面8界定。压力表面8由此在可旋转元件2处形成环形推力区域。环形推力区域的法向向量沿轴向方向。可旋转元件2因此构造成响应于作用在腔室8b中和抵靠压力表面8的流体压力，在相对于不可旋转元件1的轴向远侧方向(向右)移动到充气位置。回位弹簧4设置成用于将可旋转元件2偏置到左侧去至标准位置，该弹簧支承在凸缘19上。设置在凸缘19上的弹性环16限定去至左侧的端部行程，进而限定标准位置。设置两个静态密封件15，允许可旋转元件2相对于可旋转凸缘19的轴向运动。设置在可旋转凸缘19与不可旋转元件1之间的防尘密封件18会保护可旋转元件2的内部机构免受外部污染。

这种设置允许在标准位置与充气位置之间，在轴向方向上，可旋转元件2与不可旋转元件之间的轴向位移约为5毫米。

随着压力施加到腔室8b，该压力推在旋转元件2的环形压力表面8上，克服回位弹簧4，并且使可旋转元件2向右移动上述量，即约5毫米。由此，密封垫3a、3b从具有小直径1c、1d的低摩擦低密封接合处穿过锥形部段7a、7b并且去至大直径突起6a、6b。大直径突起6a、6b形成用于密封垫3a、3b的接触区域。密封垫3a、3b在充气位置中与这些接触区域轴向对齐。这导致密封垫3a、3b的压缩，因为突起朝向保持密封垫3a、3b的可旋转元件2突出。压缩量由不可旋转元件1及其上形成的突起6a、6b的几何形状明确限定。压缩的密封件3a、3b在可旋转元件2与不可旋转元件1之间形成紧密密封，允许轮胎经过流体路径充气。

这种紧密密封只有在充气期间才维持。当充气阶段停止时，轮毂内的压力变为零并且可旋转元件2借助于回位弹簧4回到其初始标准位置，朝向左侧，移动到端部行程环16上，缓解动态密封垫3a、3b组的压缩，再次减少摩擦并且因此避免密封垫3a、3b的过度磨损。

如图2d所示，在凸缘19中设有单向通气阀23，以允许随着可旋转元件2从标准位置移动到充气位置，另一个腔室20的压力逸出。这有助于避免抬升密封布置17，否则可能会导致漏油。

Claims (13)

1.一种轮胎充气系统，其特征是，所述轮胎充气系统具有不可旋转元件(1)和安装在所述不可旋转元件(1)处的可旋转元件(2)，

流体路径，所述流体路径延伸经过所述不可旋转元件(1)的腔体和所述可旋转元件(2)的腔体，用于将流体从所述不可旋转元件(1)送到所述可旋转元件(2)，

其中所述可旋转元件(2)和所述不可旋转元件(1)中的至少一个元件相对于另一个在轴向方向上能在标准位置(A)和充气位置(B)之间移动，并且构造成响应于在所述流体路径中提供流体压力，抵抗回位弹簧(4)的偏置而朝向所述充气位置(B)滑动，

其中，在所述不可旋转元件(1)和所述可旋转元件(2)之间设置间隙(5)，

所述不可旋转元件(1)和所述可旋转元件(2)中的一个元件保持在所述间隙(5)内延伸的密封垫(3)，并且所述不可旋转元件(1)和所述可旋转元件(2)中的其余一个元件为所述密封垫(3)限定接触区域，

其中在所述充气位置(B)中，所述密封垫(3)与所述接触区域密封接合。

2.根据权利要求1所述的轮胎充气系统，其特征在于，所述可旋转元件(2)能沿所述轴向方向移动。

3.根据权利要求1所述的轮胎充气系统，其特征在于，所述可旋转元件(2)构造成响应于所述流体路径中提供的流体压力，在轴向方向上从所述标准位置(A)向所述充气位置(B)移动，以使所述密封垫(3)与所述接触区域轴向对齐。

4.根据权利要求1所述的轮胎充气系统，其特征在于，所述间隙(5)是径向间隙。

5.根据权利要求1所述的轮胎充气系统，其特征在于，所述密封垫(3)设置在所述可旋转元件(2)上，并且所述接触区域设置在所述不可旋转元件(1)上，或者所述密封垫(3)设置在所述不可旋转元件(1)上并且所述接触区域设置在所述可旋转元件(2)上。

6.根据权利要求1所述的轮胎充气系统，其特征在于，所述接触区域设置在突起(6)上，所述突起(6)从限定所述接触区域的相应的元件突出，所述突起(6)布置成在所述充气位置(B)中与所述密封垫(3)轴向对齐。

7.根据权利要求6所述的轮胎充气系统，其特征在于，借助于内部元件的增大的外径，例如在所述内部元件的端部处，在所述不可旋转元件(1)和所述可旋转元件(2)的径向内部元件上设置所述突起(6)。

8.根据权利要求6所述的轮胎充气系统，其特征在于，在所述不可旋转元件(1)和所述可旋转元件(2)的径向外部元件上借助于所述径向外部元件的减小的内径设置所述突起(6)。

9.根据权利要求6所述的轮胎充气系统，其特征在于，所述突起(6)包括加宽部段，诸如锥形部段(7)，其中，响应于所述流体路径中提供的流体压力，所述密封垫(3)构造成在从所述标准位置(A)朝向所述充气位置(B)的过渡期间，跨越所述加宽部段滑动到所述接触区域。

10.根据权利要求1所述的轮胎充气系统，其特征在于，所述密封垫(3)与所述接触区域之间的密封接合包括所述密封垫(3)被压缩。

11.根据权利要求1所述的轮胎充气系统，其特征在于，所述不可旋转元件(1)形成径向内部元件，特别是内轴，并且所述可旋转元件(2)形成径向外部元件，特别是外轴，并且所述可旋转元件(2)至少部分地环绕所述不可旋转元件(1)，或者其中，所述可旋转元件(2)形成径向内部元件，特别是内轴，并且所述不可旋转元件(1)形成径向外部元件，特别是外轴，所述不可旋转元件(1)至少部分地环绕所述可旋转元件(2)。

12.根据权利要求1所述的轮胎充气系统，其特征在于，腔室设置在所述流体路径中，在所述不可旋转元件(1)的腔体与所述可旋转元件(2)的腔体之间，所述腔室由设置于在轴向方向上可移动的至少一个元件上的压力表面(8)部分地限定，所述元件构造成响应于所述腔室中的流体压力并且抵抗所述压力表面(8)移动到所述充气位置(B)。

13.根据权利要求1所述的轮胎充气系统，其特征在于，在所述标准位置(A)与所述充气位置(B)之间，所述可旋转元件(2)和所述不可旋转元件(1)在轴向方向上能相对于彼此位移至少2毫米或至少3毫米和/或至多10毫米或至多8毫米或至多7毫米。