CZ303621B6 - Zarízení pro úpravu tlaku v pneumatikách - Google Patents

Abstract

Resení se týká zarízení pro úpravu tlaku v pneumatikách, sestávajícího z komory (K) s tvarovou pametí propojené vstupem s vnejsím okolím (O) a výstupem s vnitrním prostorem (P) pneumatiky a opatrené nejméne jedním ventilem. Délka komory (K) ve smeru otácení pneumatiky je rovna 0,001 az 0,5 obvodu pneumatiky, pricemz pomer objemu komory (K) pri deformaci je nejméne stejný jako pomer mezi zádaným tlakem v pneumatice k tlaku okolí (O).

Description

Zařízení pro úpravu tlaku v pneumatikách

Oblast techniky

Vynález se týká zařízení pro úpravu tlaku v pneumatikách, sestávajícího z komory s tvarovou pamětí propojené vstupem s vnějším okolím a výstupem s vnitrním prostorem pneumatiky a opatřené nejméně jedním ventilem.

Dosavadní stav techniky

Z technické praxe jsou známa různá řešení umožňující doplnění tlaku v pneumatice. Jedná se například o pneumatiky opatřené přívodem vzduchu, připojeným k vnějšímu tlakovému zdroji.

Nevýhodou těchto řešení jsou značné náklady na pořízení a složitost celého zařízení.

Rovněž jsou známy samodohustitelné pneumatiky. Příkladná samodohustitelná pneumatika je například popsána v patentových přihláškách CZ PV 2002-1364 a CZ PV 2001-4451, Komora pro přívod vzduchuje umístěna ve stěně pneumatiky nebo v jejím sousedství. Komora je perio20 dicky s valivě postupující deformací pneumatiky napříč komory úplně stlačována nebo zlomena, postupující stlačení komory na nulový průřez komory tlačí před sebou médium obsažené v komoře a za sebou vytváří podtlak. Komora ve tvaru hadičky umístěné ve stěně nebo v jejím sousedství po obvodu pneumatiky pracuje jako peristaltické čerpadlo.

Nevýhodou těchto řešení je neřešená regulace, nebo v případě nastavení výstupního tlaku prostřednictvím kompresního poměru v komoře je nevýhodou pomalost huštění. Čím víc se totiž tlak pneumatiky blíží výstupnímu tlaku komory, tím menší objem vzduchu na otáčku je vtlačován do pneumatiky.

Dále není řešeno přesné umístění a délka komory přičemž tyto parametry jsou zásadní pro jejich funkci. Peristaltické komora potřebuje ke své správné funkci být podélně ve své délce postupně uzavřena, což je při vibrující pneumatice obtížné dodržet. V uvedených komorách dochází k neustálé zátěži z důvodu kolísání tlaku v komoře nejméně v rozsahu rozdílu tlaku v pneumatice a jejím okolí ale spíše více. Tím dochází k velikému namáhání komory ajejich součástí, jelikož k tomuto dojde mnoho miliónkrát v průběhu života pneumatiky. Také tato řešení nemají ošetřen rozdíl, který vzniká z důvodu změny tlaku pneumatiky v důsledku jejího ohřátí, kdy výstupní tlak komory odpovídá žádanému tlaku, pouze pokud má pneumatika teplotu na kterou je komora nastavena. Komora tak funguje pouze v omezeném množství cyklů a/nebo nefunguje a nedohušťuje přesně. Pohyblivé mechanické části podléhají vlivům odstředivých a jiných rušivých sil, které jsou navíc proměnlivé, což ovlivňuje přesnost jejich chování, případné může úplně funkci zařízení znemožnit a dokonce způsobit selhání a destrukci pneumatiky jako takové. Tyto nevýhody zařízení dle tohoto vynálezu odstraňuje.

Podstata vynálezu

Výše uvedené nedostatky jsou do značné míry odstraněny zařízením pro úpravu tlaku v pneumatikách, sestávajícím z komory s tvarovou pamětí propojené vstupem s vnějším okolím a výstupem s vnitřním prostorem pneumatiky a opatřené nejméně jedním ventilem, podle tohoto vynále50 zu. Jeho podstatou je to, že délka komory ve směru otáčení pneumatiky je rovna 0,001 až 0,5 obvodu pneumatiky, přičemž poměr mezi objemem komory před deformací k objemu komory při deformaci je nejméně stejný jako poměr mezi žádaným tlakem v pneumatice k tlaku okolí.

Vstup komory je s výhodou opatřen ventilem a výstup je propojen s uzavíracím prvkem, poprípa55 děje výstup komory opatřen ventilem a vstup je propojen s uzavíracím prvkem.

- 1 CZ 303621 B6

Uzavírací prvek je ve výhodném provedení tvořen prvkem s referenčním tlakem a/nebo pružinou a/nebo membránou a/nebo pístem a/nebo elektronickým prvkem pro uzavírání vstupu a/nebo výstupu.

Uzavírací prvek může být tvořen členem, připojeným k jedné stěně komory, odpovídajícím svým tvarem otvoru v protilehlé stěně.

Uzavírací prvek v kterémkoli ventilu a/nebo uzavírací člen v uzavíracím prvku a/nebo dalším io uzavíracím prvku má s výhodou volnost pohybu pouze v kolmém směru na odstředivé síly a/nebo rušivé síly a/nebo ve směru rovnoběžném s osou rotace. Uzavírací člen může být umístěn na vahadle a/nebo může být opatřen protizávažím.

Uzavírací prvek je s výhodou opatřen mechanismem pro nastavení vzdálenosti uzavíracího prvku a/nebo členu od vstupu nebo výstupu.

Uzavírací prvek může být opatřen dalším uzavíracím prvkem umístěným u výpustného otvoru, propojeného s vnějším okolím.

Komora je ve výhodném provedení opatřena alespoň na jedné straně žlábkem pro stálý volný průchod vzduchu.

Vynález se dále týká pneumatiky a/nebo ráfku, který je opatřen výše uvedeným zařízením.

Výhodou řešení dle vynálezu je přesně definovaná délka, objem a umístění komory. Dále řešení dle vynálezu zajistí správné huštění i při rozdílných teplotách pneumatiky při provozu, a odlehčí komoru od zbytečné zátěže, kdy komora je zatěžována pouze v okamžicích kdy je pneumatika podhuštěná a tím se zátěž komory a její opotřebení snižuje v řádu násobků tisíců. Komora se nemusí jako v dosavadních řešeních plně uzavřít, čímž se dále zvyšuje počet úspěšných cyklů komory. Ventil eliminuje odstředivé a rušivé síly a tím dále snižuje rizika poškození pneumatiky. Zařízení je výrobně i funkčně jednoduché čímž je daná jeho mimořádná spolehlivost a nízké výrobní a implementační náklady.

Přehled obrázků na výkresech

Zařízení pro úpravu tlaku v pneumatikách podle tohoto vynálezu bude blíže popsáno na konkrétních příkladech provedení s pomocí přiložených výkresů, kde na obr. la až lf je schematicky znázorněná v řezu v půdorysu komora vytvořená mezi stěnou pneumatiky a ráfkem. Na obr. 2a až 2c je znázorněna schematicky v bokorysu komora, která má přesně definovaný objem při zátěži a mimo zátěže. Na obr. 3a až 3f je znázorněna komora opatřená jednosměrným ventilem u sacího otvoru propojeného s vnějším okolím a na výstupu do pneumatiky je opatřena otvorem uzavíratelným membránou referenčního prostoru. Na obr. 4a až 4f znázorněno podobné zařízení jako na obr. 3, membrána však prostřednictvím táhla ovládá sací otvor komory, kterým je komora pro45 pojena s vnějším okolím a výstup do pneumatiky je opatřen jednosměrným ventilem. Na obr. 5a až 5d je schematicky znázorněna membrána, která je opatřena pérkem. Na obr. 6a až 6e je schematicky znázorněna kulička uzavírající vstup vedená rovnoběžně s osou rotace znázorněné tečko-čárkovanou čarou. Na obr. 7a až 7d je schematicky znázorněna membrána vedená vodícím tunelem přičemž je na obrázku 7c a 7d membrána opatřena vodicí tyčkou. Na obr. 8a až 8d je znázorněn uzavírající člen opatřený protizávažím. Na obr. 9a až 9k je znázorněn schematicky posuvný nebo stlačitelný a roztažitelný referenční prostor. Na obr. 10a a 10b znázorněn mechanizmus odpouštění dalším uzavíracím prvkem.

Příklady provedení vynálezu

Příklad 1

Na obr. la je znázorněna komora K vytvořená mezi stěnou SP pneumatiky a ráfkem RA v délce odpovídající podélné obvodové délce deformace pneumatiky u ráfku RA. Tato komora K má vnitřní objem odpovídající objemu, ve kterém dochází k posunu pneumatiky k ráfku RA při zátěio ži a celá komora Kje tak jednou za otáčku celá vyplněna hmotou deformující se stěny SP pneumatiky. Tato hmota stlačuje vzduch ve vnitřním prostoru komory K. Komora Kje spojena jedním ventilem s vnějším okolím O a druhým ventilem s vnitřním prostorem pneumatiky. Tyto ventily na obrázku nejsou znázorněny. V takovéto sestavě je potřeba, aby alespoň jeden z ventilů, byl řízen případně, aby komora K měla vestavěný kompresní poměr, a tím i žádaný tlak na svém výstupu do pneumatiky. Takto vytvořená komora K má výhodu v tom, že se při každém cyklu plně uzavře, jak je znázorněno na obr. lb a dosáhne dostatečně vysokého kompresního poměru. 1 v případě, že je komora K vytvořena tak, že v ní nedojde k zajištění nulového průřezu komory K, kterýje u jiných peristaltických komor K umístěných v nebo u stěny SP pneumatiky potřebný, dosáhne komora K dostatečného kompresního poměru. Takováto komora Kje znázorněna na obr. lc a ld. Podmínkou je, aby objem komory K před zátěží a v průběhu zátěže násobený tlakem okolí byl stejný nebo větší než je požadovaný výstupní tlak. Z tohoto důvodu může být komora K i trochu delší než je obvodová délka deformace pneumatiky u ráfku RA, jak je znázorněno na obr. 1 e a 1 f, ale může být i kratší než tato obvodová délka deformace pneumatiky u ráfku RA.

Příklad 2

Na obr. 2a je znázorněna komora K, která má přesně definovaný objem při zátěži a mimo zátěže. Ve dně komory Kje vytvořen žlábek Z, který propojuje všechny části komory K a objem tohoto žlábku Z je zároveň i minimálním objemem komory K, čímž je daný kompresní poměr a výstupní tlak komory K. Příčný řez touto komorou K naznačený na obr. 2a přerušovanou Čarou je znázorněn na obr. 2b před zátěží a na obr. 2c při zátěži, respektive při deformaci pneumatiky. Propojení všech částí komory K žlábkem Z zajistí, že při posuvu deformace komorou K nedojde k neúměrnému zvýšení tlaku u konce komory K, ke kterému postupuje deformace při odvalování pneuma35 tiky. Vzduch z tohoto místa tak žlábkem Z uniká do ostatních částí komory K.

Příklad 3

Na obr. 3a je znázorněna komora K v nezatíženém stavu opatřená jednosměrným ventilem JV u sacího otvoru 80 propojeného s vnějším okolím O na výstupu V propojujícího jí do pneumatiky je opatřena otvorem uzavíratelným membránou M referenčního prostoru R. Na obr. 3b je tatáž komora K při zátěži. Při správně nahuštěné pneumatice je vzduch uzavřený v referenčním prostoru R stlačován a drží membránu M odtaženou od výstupu V komory K do pneumatiky, jak je znázorněno na obr. 3a a 3b. Při každém cyklu tak dojde k vytlačení vzduchu z komory K do pneumatiky ajeho následnému přisátí z pneumatiky zpět do komory K a vzduch se tak přesouvá pouze ve směru přerušované obousměrné šipky. Pokud dojde k poklesu tlaku v pneumatice, membrána M se vysouvá směrem k výstupu V komory K do pneumatiky a uzavře jej, jak je znázorněno na obr. 3c. Při stlačení komory K znázorněném na obr. 3d, vzduch z komory K membrá50 nu M odtlačí a proteče do vnitřního prostoru P pneumatiky ve směru přerušované šipky, po roztažení komory K znázorněném na obr. 3e si tato však již nemůže z pneumatiky vzduch přisát zpět a v komoře K vzniká podtlak. Komora K pak přisává z vnějšího okolí O, jak je naznačeno přerušovanou Šipkou na obr. 3e a poté vytlačuje vzduch do pneumatiky kolem membrány M, jak je naznačeno na obr. 3f. Poté se cyklus opakuje, jak je znázorněno na obr. 3c, 3d, 3e a 3f do do55 plnění žádaného tlaku pneumatiky. Po doplnění tlaku na hodnotu nastavenou tlakem referenčního

- 3 CZ 303621 B6 prostoru R se membrána M odtáhne od výstupu V, jak je znázorněno na obr, 3a) a 3b), vzduch se opět přesouvá pouze mezi vnitřním prostorem P pneumatiky a komory K, tím již nedochází k poklesu tlaku v komoře K pod tlak okolí O pneumatiky a dofukování se zastaví. Membrána M může být nahrazena nebo doplněna pružinou, případně může být výstup V uzavírán elektronicky. Tlak referenčního prostoru R nemusí být stejný jako žádaný tlak pneumatiky, pouze musí zajistit uzavření výstupu V při podhuštěné pneumatice.

Příklad 4

Na obr. 4a je znázorněno podobné zařízení jako v předchozím příkladě, membrána M však prostřednictvím táhla ovládá sací otvor SO komory K, kterým je komora K propojena s vnějším okolím O a výstup V do pneumatiky je opatřen jednosměrným ventilem JV. Na obr. 4a a 4b je zařízení ve stavu kdy je pneumatika správně nafoukaná, táhlo je odtažené od sacího otvoru SA a vzduch se kolem něj přesouvá pouze mezi komorou K a vnějším okolím Q, jak je znázorněno obousměrnou přerušovanou šipkou na obr. 4b. Komora Ktak obsahuje vzduch z vnějšího okolí O, který má přibližně tlak 1 A, a je jednosměrným ventilem JV oddělena od vnitřního prostoru P pneumatiky. Jednosměrný ventil JV je uzavřen vyšším tlakem ze strany pneumatiky. Na obr. 4b došlo ke snížení tlaku v pneumatice a membrána M netlačila táhlo na sací otvor SO. Při stlačování komory K na obr. 4d se pak tlak v komoře K zvyšuje nad tlak pneumatiky a vzduch je prostřednictvím jednosměrného ventilu JV protlačen do vnitřního prostoru P pneumatiky. Při odlehčení komory K se opět jednosměrný ventil JV uzavírá a komora K si přisaje vzduch kolem táhla ve směru jednosměrné přerušované Šipky z vnějšího okolí O, jak je znázorněno na obr. 4e, přičemž nasávaný vzduch na okamžik odtlačí táhlo od sacího otvoru SO. Takto dochází k huštění pneumatiky. Poté při stlačení komory Kje vní obsažený vzduch opět přesunut do pneumatiky. Po jejím dohuštění na žádanou hodnotu se membrána M zatáhne směrem do referenčního prostoru R, zatáhne s sebou táhlo a uvolní sací otvor SO jak je znázorněno na obr. 4b a 4b. Pri kompresi komory K pak přes něj opět uniká vzduch z komory K do vnějšího okolí O, a tlak v komoře K zůstává zhruba stejný jako tlak okolí O pneumatiky a menší než je tlak vnitřního prostoru P pneumatiky. Vzduch tedy cirkuluje pouze mezi komorou Ka okolím O pneumatiky a huštění se tím zastaví.

Zařízení znázorněné na obr. 3 a obr. 4 umožní v průběhu foukání dosažení vysokého kompresního poměru hustícího zařízení vzhledem k tomu, že mimo huštění nechává vzduch volně cirkulovat mezi komorou K a okolím O nebo komorou K a vnitřním prostorem P pneumatiky. Pouze po dobu huštění tuto cirkulaci odpojí a rychlost huštění tak může být dána čistě kompresním poměrem v té chvíli fungujících částí zařízení. V případě, že by membrána M byla nastavena tak, aby výstup V nebo sací otvor SO neprodyšně obousměrně uzavřela a proudící vzduch by ji nebyl od výstupu V nebo sacího otvoru SO schopen odtlačit i když je to potřeba, může být vedle ní instalován další ventil který vzduch z komory K do pneumatiky nebo z vnějšího okolí O do komory K propustí. Teoreticky je tedy možno využít až 100 % objemu komory K na huštění, a to bez tzv. mrtvých objemů. Součástí nedeformovatelného objemu může být i vnitřní objem souvisejících součástí, například ventilku. To je výhodné pri konstrukci, kdy pneumatika má standardizovanou komoru K a osazením ventilku poměr požadovaný pro různé rozdílné aplikace pneumatiky. Dále, pokud by nebyla umožněna popsaná cirkulace v Čase mimo huštění, v komoře K by neustále docházelo k cyklickému zvyšování tlaku nebo podtlaku, a tím i k namáhání a destrukci. Komora K projde cyklem zhruba 500 krát během každého km a mnoha miliónkrát po dobu své životnosti, je tedy vhodné každou zátěž eliminovat. V zařízení dle tohoto vynálezu je ve všech částech komory K, pokud právě nedochází k huštění, zhruba stejný a neměnný tlak rovný zhruba tlaku v pneumatice nebo okolí O pneumatiky. Pokud je průměrné množství ujetých km 32 OOOkm/automobil/rok a průměrný únik 12 % tlaku za rok, přičemž tento únik je možné eliminovat ujetím 60 km s tímto zařízením, snižuje se tím zatížení komory K na 60/36000 tzn. na 0,17 % proti zařízením, která tuto cirkulaci neumožňují.

-4CZ 303621 B6

Zařízení je výrobně velmi jednoduché, jedná se v nejjednodušší konfiguraci pouze o komoru sjednoduchým ventilem doplněnou o prázdnou vzduchem naplněnou krabičku s membránou. Přesto je jím možno měnit žádaný tlak dle potřeby, a to jak při montáži, tak i provozu. Zařízení je mimořádně jednoduché a tím levně vyrobitelné a přitom spolehlivé i v mimořádně složitých pod5 mínkách rotující pneumatiky.

Membrána M může být těsně před dosažením žádaného tlaku ve stavu, kdy se již bude odtahovat, nicméně podtlak vznikající v komoře K membránu M ještě přitáhne a uzavře sací otvor SO nebo výstup V. Toto je v pořádku, protože opět dojde k přisátí dalšího vzduchu z okolí O do pneumati10 ky a tím k dalšímu odtažení membrány M od sacího otvoru SO nebo výstupu V. Membrána M se tak bude chovat jako sebe opravující zařízení - její nestabilita bude mít za následek další přifouknutí a tím zvýšení její stability v odtaženém stavu. Také případné náhodné při fouknutí z důvodu například otřesu pneumatiky při jízdě a následném jednorázovém záchvěvu membrány M pouze prifoukne pneumatiku směrem ke stabilizaci a k zabránění dalším podobným situacím.

Membrána M může být nahrazena, a uzavírací prvek R tvořen členem připojeným k jiné stěně komory K a/nebo jiné části pneumatiky nebo ráfku RA, přičemž tento člen je alespoň částečně umístěn proti sacímu otvoru SO a při posuvu stěny komory K se sacím otvorem SO tento otvor se členem překryje a/nebo vyplní a neumožní tak únik vzduchu z komory K do okolí. Při pokraču20 jícím stlačování komory K v ní dochází ke kompresi uzavřeného vzduchu, který poté proniká přes ventil výstupem V do pneumatiky a hustí ji. Posunutí tohoto uzavíracího prvku R k sacímu otvoru SO zvýší vestavěný kompresní poměr a jeho odsunutí od sacího otvoru SO kompresní poměr a hustící tlak sníží.

V komoře K může být alespoň částečně vložen posuvný element, který svým vsouváním nebo vysouváním z komory K mění její vnitřní objem a tím i kompresní poměr a žádaný výstupný tlak.

Příklad 5

Na obr. 5a až 5d je schematicky znázorněna membrána M, kteráje opatřena párkem PE. Toto pérko PE umožní pouze skokové a nikoli plynulé uzavírání sacího otvoru SO nebo výstupu

V membránou M. Membrána M tlačí na pérko PE a k přisunutí k sacímu otvoru SO nebo výstupu

V tak musí překonat jeho odpor. Po jeho překonání se membrána M skokově přisune k sacímu otvoru SO nebo výstupu V. Odpor pérka PE, pak musí membrána M opět překonat, aby sací otvor SO nebo výstup V plně otevřela. Na obrázcích je znázorněno místo, kde dochází k překonání odporu pérka PE tečkovanou svislou Čarou. Na obr. 5a se počíná membrána M nafukovat a tlačit směrem k sacímu otvoru SO nebo výstupu V. Při tom překonává kromě tlaku okolí O i sílu pérka PE, které proti ní tlačí. Na obr. 5b je již pérko PE téměř v pozici, kdy změní směr působení své síly, tato pozice je naznačena tečkovanou svislou čarou. Pérko PE nadále tlačí proti membráně M. Na obr. 5c jejíž pérko PE znázorněné po překonání rovnovážného stavu. Došlo k rychlému vzdálení od rovnovážného stavu znázorněného tečkovanou svislou čarou a jeho síla působí ve směru membrány M a tím ji pomáhá přitisknout na sací otvor SO nebo výstup V komory K a uzavřít jej. Poté, díky dofukování pneumatiky, dochází ke zmenšování membrány M a tato se pokouší odtáhnout od sacího otvoru SO nebo výstupu V, pérko PE jí v tom však brání. Po překonání jeho odporu se membrána M skokově odtáhne od sacího otvoru SO nebo výstupu V do polohy znázorněné na obr. 5d. Na tomto obrázku je znázorněno pérko PE, které pomáhá sací otvor SO nebo výstup V skokově otevírat i zavírat. Také je však možno použít pérko PE, které umožní skokové uzavření a pak plynulé otevření, nebo plynulé uzavření a pak skokové otevření.

Obdobné pérko PE může být použito i při nahrazení membrány M pružinou nebo i v případě doplnění membrány M pružinou.

Tlak pneumatiky je předepisován ve studeném stavu, protože při provozu se pneumatika ohřívá a dochází k nárůstu tlaku v závislosti na zvýšené teplotě a měření teploty. Dohledávání správného hustícího tlaku pro teplotu, která by byla při každém dofukování jiná z důvodu různých teplot

- 5 CZ 303621 B6 pneumatiky, by bylo uživatelsky složité. V daném případě však může díky referenčnímu prostoru R obsahujícímu vzduch docházet ke správnému huštění při jakékoli teplotě. Referenční prostor R umístěný uvnitř vnitrního prostoru P pneumatiky bude mít totiž přibližně stejnou teplotu a tím dojde také ke zvýšení jeho tlaku paralelně se zvyšujícím se tlakem pneumatiky. Tím může dojít k vysunutí membrány M pouze v případě, že tlak pneumatiky skutečně klesne pod žádaný tlak pneumatiky a to bez ohledu na ohřívání nebo chladnutí pneumatiky. Referenční prostor R s membránou M může být doplněn nebo nahrazen pružinou, kdy tato otevře sací otvor SO nebo výstup

V pouze při podhuštěné pneumatice, pokud bude například bimetalická, může také pomoci správnému huštění i při rozdílných teplotách vzduchu v pneumatice, avšak v tomto případě to bude io technicky náročnější. Na druhou stranu však pružina může být menší než referenční prostor R a snáze kalibrovateiná. Také může být sací otvor SO nebo výstup V otevírán a uzavírán namísto referenčního prostoru R a membrány M elektronicky ovládaným ventilem řízeným například elektronickou řídicí jednotkou nebo i piezoelektricky, kdy změna tlaku v pneumatice působí na piezoelektrickou jednotku, která svým piezoelektrickým pulzem řídí elektricky ovládaný ventil.

Příklad 6

V pneumatice působí silné proměnné odstředivé síly, které mohou ovlivnit správnou funkci po20 hyblivých součástí. Pokud například kulička jednosměrného ventilu JV bude mít volnost pohybu kolmo k ose otáčení kola a bude uzavírat jednosměrný ventil JV v pozici dále od osy, nemusí se jednosměrný ventil JV otevřít, protože bude kulička ve své pozici nadále držena odstředivou silou, která bude větší, než je síla sající komory K z druhé strany kuličky. Protože je odstředivá síla proměnlivá v závislosti na rychlosti, je obtížné ji eliminovat. Jedním ze způsobů je uložení pohyblivých částí tak, že mají volnost pohybu pouze ve směru rovnoběžném s osou rotace pneumatiky, respektive nemají volnost pohybu ve směru působení odstředivé síly. Kulička jednosměrného ventilu JV tak v případě jejího uložení ve vedení rovnoběžném s osou rotace pneumatiky se bude pohybovat ve směru zavřeno/otevřeno zejména silou rozdílu tlaku vzduchu působícího z jejích protilehlých stran. Toto je znázorněno na obr. 6a, kde je kulička uzavírající vstup a na obr. 6b, kde kulička vstup otevřela. Kulička se pohybuje pouze rovnoběžně s osou rotace kola a tím jsou eliminovány odstředivé síly. Na obr. 6c a 6d jsou další příklady vedení kuličky vždy nejdříve znázorněné v podélném a pak příčném řezu k ose rotace kola. Také na obr. 6e je vedení kuličky téměř rovnoběžné s osou rotace kola, zobrazen je otevřený a pak zavřený ventil,

Obdobně může být membrána M případně pružina vedena rovnoběžně s osou rotace, případně umístěna ve vodicím tunelu, který jí zabrání se významně odklonit od žádaného směru. Toto je znázorněno na obr. 7a, kde je membrána M v poloze uzavírající výstup V a na obr. 7b je membrána M v poloze otevírající výstup V. Membránu M případně pružinu je možné vyztužit vodicí tyčkou, jak je naznačeno na obr. 7c a 7d, přičemž v tom případě nemusí být vedena vodicím tune40 lem neboje membránu možné nahradit pístkem. Také je možno nahradit nebo doplnit tuto metodu o vytvoření protizávaží k pohyblivé součásti. Pokud odstředivá síla, nebo například i vibrace působí na pohyblivý díl i na jeho protizávaží najednou, tyto odstředivé síly nebo vibrace se u takto propojených součástí vyruší, jak je zobrazeno na obr. 8a až 8d. Na obr. 8a je uzavírající člen vyvážen protizávažím v poloze uzavírající vstup. Rušivá síla Fr, která je způsobena například odstředivou silou při průjezdu zatáčkou nebo vibrací způsobenou terénní nerovností, působí na obě strany vahadla a vyruší se. Tím je vliv rušivé síly Fr eliminován, a znázorněná otevírací síla Fo může nerušeně uzavírací prvek otevřít, jak je znázorněno na obr. 8b. Takto zkonstruovaný uzavírací prvek eliminuje nejlépe rušivé síly působící kolmo k vahadlu. V zásadě však bude eliminovat jakékoliv rušivé síly působící v kterémkoli směru, protože jejich složka, rovnoběžná s osou rotace kola, bude eliminována pákovým efektem vahadel a složka kolmá k ose bude eliminována tím, že páka a uzavírající člen nemají volnost pohybu ve směru kolmém na osu rotace kola, případně je také eliminována vzájemným působením protizávaží. Vahadlo by mělo být zkonstruováno kolmo k potenciálním rušivým silám tak, aby tyto síly byly, pokud možno, vždy navzájem rovné, a to i s ohledem například na kroutící moment a podobně. Na obr. 8c a 8d je vahadlo rovnoběžné s osou rotace a výhodným provedením je i vahadlo, které má obě své rovno-6CZ 303621 B6 vážné části ve stejné vzdálenosti od osy rotace kola jak je znázorněno na obrázku 8a a 8b, přičemž je osa znázorněna tečko—čárkovanou Čarou.

Příklad 7

Z komory Kje vytlačován vzduch do pneumatiky a při správně nahuštěné pneumatice je tento vzduch opět nahrazen vzduchem z vnitřního prostoru P pneumatiky. Aby byla náhrada vzduchu plynulá i při větších rychlostech cirkulace vzduchu, je vhodné, aby propojení komory K s pneuio matikou mělo dostatečnou velikost. V opačném případě by si komora K nestihla úbytek vzduchu kompenzovat z výstupu a i při správně nafoukané pneumatice by přisávala další vzduch přes jednosměrný ventil JV z okolí O pneumatiky. Toto platí obdobně i v případě umístění jednosměrného ventilku JV mezi komoru K a pneumatiku a membránou M uzavíratelný vstup propojující komoru K a vnější okolí O, kdy tento vstup musí mít také dostatečnou průchodnost, aby přes něj stihl při správné nafoukané pneumatice uniknout při každém cyklu vzduch zpět do okolí O pneumatiky.

Je možno jednosměrný ventil JV použít také pro standardní huštění externím kompresorem, například na benzínové pumpě, jelikož se hustící vzduch dostane dále do pneumatiky prostřed20 nictvím vstupu s membránou M i v případě jeho uzavření touto membránou M, jelikož tuto membránu M hustící tlak po dobu huštění odtlačí.

V příkladech popisovaná řešení zanedbávají podobné vlastnosti jako je například vlastní pružnost membrány M, která se bude muset do jejího chování započítat, případně bude v závislosti na kon25 strukci z pohledu funkce zařízení zanedbatelná. Tlak referenčního prostoru R také nemusí být vždy stejný jako žádaný tlak pneumatiky, může být větší i menší. Pouze musí zajistit při poklesu tlaku pneumatiky natlačení membrány M až k příslušnému propojení a po dohuštění odtažení membrány M od příslušného propojení.

Příklad 8

Referenční prostor R s membránou M, případně pružina mohou být s výhodou posuvné ve směru od nebo k výstupu V. Jejich přisunutím nebo odsunutím při montáži nebo i v průběhu užívání je možno měnit žádaný tlak pneumatiky. Přisunutím k výstupu V dojde ke zvýšení žádaného tlaku, jelikož se v tomto případě výstup V membránou M uzavře dříve - při menším poklesu tlaku pneumatiky a následně se od výstupu V membrána M odtáhne až při větším nárůstu tlaku v pneumatice než tomu bylo před jejím přisunutím. Obdobně odsunutím od výstupu V dojde ke snížení žádaného tlaku pneumatiky. Obdobně je možno nastavovat tlak při použití membrány M k uzaví40 rání sacího otvoru SO.

Referenční prostor R může být stlačitelný a/nebo zvětšitelný. Jeho stlačením dojde k překalibraci a nastavování vyššího žádaného tlaku, naopak uvolněním dojde k poklesu nastaveného žádaného tlaku. Posuvný nebo stlačitelný a roztažitelný referenční prostor R je výhodný jak z pohledu výroby, kdy jednoduchou úpravou při montáži tentýž uzavírací prvek může sloužit pro různé žádané tlaky různých pneumatik, tak i při provozu, kdy obsluha vozidla může měnit žádaný tlak, jak je znázorněno na obr. 9a až 9k. Na obr. 9a je znázorněn referenční prostor R a membrána M ve chvíli kdy má pneumatika nižší než žádaný tlak a membrána M výstup V. Na obr. 9b je totožný referenční prostor R a membrána M, přičemž i tlak v referenčním prostoru R a pneumatice je stejný jako na obr. 9a. Referenční prostor R s membránou M je však více vzdálen od výstupu V a tento zůstává otevřen. Pouhým odsunutím referenčního prostoru R se snížil nastavený žádaný tlak pneumatiky a pneumatika se nedohušťuje. Opět je obdobně možno použít i při použití membrány M k uzavírání sacího otvoru SO.

-7CZ 303621 B6

Na obr. 9c a 9d je znázorněna změna objemu referenčního prostoru R aplikací trvalé síly na jeho stěny ve směru hrotů, která má za následek natlačení membrány M k výstupu V a zvýšení žádaného tlaku. Sestava znázorněná na. obr. 9d tak zajistí do huštění na vyšší tlak než sestava znázorněná na obr. 9c. Opět je obdobně možno použít i při použití membrány M k uzavírání sacího otvoru SO.

Pokud má referenční prostor R větší vnitřní tlak než je tlak jeho okolí, v případě, zeje tvořen například pogumovaným textilem, zůstane nafouknut na svůj maximální objem definovaný maximálními rozměry pogumovaného textilu. Na obr. 9e, 9f a 9g je znázorněno zmenšení referenění10 ho prostoru R jeho postupným natlačením do menší krabičky ve směru šipky a tím způsobené vytlačení membrány M. Na obr. 9h, 9i a 9j je zmenšování, respektive zvětšování vnitřního objemu referenčního prostoru R způsobeno otáčením vnější krabičky ve směru šipky. Referenční prostor Rje znázorněn v řezu, a membrána M není v tomto pohledu vidět. Tmavě šedé stěny referenčního prostoru R jsou z textilu, a černé jsou pevné, otočná krabička je světle šedá. Obdobnými i5 způsobyje možno plynule regulovat nastavený žádaný tlak.

Popsané zařízení ani v případě svého selhání nezvýší riziko proti běžným pneumatikám. Pokud dojde k porušení referenčního prostoru R nebo membrány M, dohušťování se tím znemožní a pneumatika se již pouze chová jako běžná pneumatika.

Příklad 9

Na obr. 10 je znázorněn mechanizmus odpouštění dalším uzavíracím prvkem JM. Tento další uzavírací prvek JM je součástí referenčního prostoru R. Další uzavírací prvek JM při správně nahuštěné, nebo při podhuštěné pneumatice uzavírá výpustný otvor ústící ven z pneumatiky, jak je znázorněno na obr. 10a. Při přehuštění pneumatiky pak dojde ke zmenšení objemu referenčního prostoru R, které se projeví zatažením dalšího uzavíracího prvku JM, jak je znázorněno na obr. 10b a dojde k úniku vzduchu z vnitřního prostoru P pneumatiky do okolí O, znázorněnému přerušovanými šipkami. V průběhu odpouštění dochází k poklesu tlaku v pneumatice a tím i k expanzi vzduchu v referenčním prostoru R čímž se další uzavírací prvek JM natlačí na výpustní otvor a opět jej uzavře a vrátí se do stavu znázorněnému na obr. 10a. Tento další uzavírací prvek JM může být s výhodou doplněn nebo nahrazen pružinou, která zabezpečí přitlačení dalšího uzavíracího prvku JM na výpustní otvor i v případě poškození referenčního prostoru R a vyrovnání tlaku v referenčním prostoru R a pneumatice. V případě poškození referenčního prostoru R se tak i v tomto případě pneumatika dále již pouze chová jako běžná pneumatika.

Výhody tohoto řešení se projeví zejména při zapojení s v předchozím bodě popsaným regulovatelným referenčním prostorem R, který je napojen na obě membrány - membránu M a membránu dalšího uzavíracího prvku JM, přičemž se tlak udržuje na nastaveném žádaném tlaku a při případné volbě nižšího žádaného tlaku dojde kjeho okamžitému upuštění, při volbě vyššího žádaného tlaku pak dojde kjeho doplnění během provozu. Referenční prostor R nemusí být celý ukryt v pneumatice, respektive není třeba, aby byl celý obklopen aktuálním tlakem pneumatiky. Pouze je potřeba, aby se v tomto tlaku nacházely alespoň některé části referenčnímu prostoru R, ve kte45 rých dochází ke kontrakci nebo expanzi v důsledku měnících se tlaků pneumatiky. Zbytek referenčního prostoru R tak může být mimo vnitřního prostoru pneumatiky, čímž se zpřístupní k úpravám například jeho objemu. Další uzavírací prvek JM je opět možno nahradit nebo doplnit pružinou, pístkem nebo elektronickým ventilkem.

V předchozích příkladech je popisován ventil JV jako jednosměrný, nicméně tento ventil může být i obousměrný přičemž směrem dovnitř do pneumatiky propouští vzduch při podhuštění pneumatiky a/nebo směrem do vnějšího okolí O v případě jejího přehuštění. Takovýto ventil JV pak může být opatřen ovládacím mechanickým nebo elektronickým prvkem.

-8CZ 303621 B6

Mezi komorou K a vnitřním prostorem P pneumatiky může být vložen zásobník, který se z komory K doplňuje a následně je z něj pneumatika dohušťována v případě jejího podhuštění.

Popisované zařízení je umístěno ve stěně pneumatiky nebo její blízkosti. Je jej však možné použít při zachování výhod i u komory umístěné mimo stěn pneumatiky.

Průmyslová využitelnost ío Zařízení pro úpravu tlaku v pneumatikách, podle tohoto vynálezu nalezne uplatnění při výrobě nových pneumatik i při úpravě stávajících pneumatik, a to jak pro osobní vozidla, tak t pro užitková vozidla.

Claims (15)

1. 20 1. Zařízení pro úpravu tlaku v pneumatikách, sestávající z komory (K) s tvarovou pamětí propojené vstupem s vnějším okolím a výstupem s vnitřním prostorem pneumatiky a opatřené nejméně jedním ventilem, vyznačující se tím, že délka komory (K) ve směru otáčení pneumatiky je rovna 0,001 až 0,5 obvodu pneumatiky, přičemž poměr objemu komory (K) před deformací k objemu komory (K) pri deformaci je nejméně stejný jako poměr žádaného tlaku

   25 v pneumatice k tlaku okolí (O).
2. 2. Zařízení podle nároku 1, vyznačující se tím, že vstup komory (K) je opatřen ventilem a výstup komory (K.) je propojen s uzavíracím prvkem referenčního prostoru (R).

   30
3. 3. Zařízení podle nároku 1, vyznačující se tím, že výstup komory (K)je opatřen ventilem a vstup komory (K) je propojen s uzavíracím prvkem referenčního prostoru (R).
4. 4. Zařízení podle kteréhokoli z uvedených nároků, vyznačující se tím, že komora (K) je umístěna mezi stěnou (SP) pneumatiky a ráfkem (RA) a/nebo je součástí stěny (SP) pneu35 matiky a/nebo ráfku (RA).
5. 5. Zařízení podle kteréhokoli z uvedených nároků, vyznačující se tím, že uzavírací prvek referenčního prvku (R) a/nebo další uzavírací prvek (JM) je tvořen prvkem s referenčním tlakem a/nebo pružinou a/nebo membránou a/nebo pístem a/nebo elektronickým prvkem pro

   40 uzavírání vstupu a/nebo výstupu komory (K) a/nebo výpustního otvoru.
6. 6. Zařízení podle kteréhokoli z nároků laž4, vyznačující se tím, že uzavírací prvek referenčního prostoru (R) je tvořen členem, odpovídajícím svým tvarem otvoru ve stěně komory (K) připojeným k jiné stěně komory (K) nebo jiné části pneumatiky a/nebo ráfku (RA).
7. 7. Zařízení podle kteréhokoli z uvedených nároků, vyznačující se tím, že uzavírací prvek v kterémkoli ventilu a/nebo uzavírací člen v referenčním prostoru (R) a/nebo v dalším uzavíracím prvku (JM) má volnost pohybu pouze v kolmém směru na odstředivé síly a/nebo rušivé síly (Fr) a/nebo ve směru rovnoběžném s osou rotace.
8. 8. Zařízení podle kteréhokoli z uvedených nároků, vyznačující se tím, že uzavírací člen v kterémkoli ventilu a/nebo uzavírací člen v referenčním prostoru (R) a/nebo v dalším uzavíracím prvku (JM) je umístěn na vahadle a/nebo je opatřen protizávažím.

   -9CZ 303621 B6
9. 9. Zařízení podle kteréhokoli z uvedených nároků, vyznačující se tím, že uzavírací prvek referenčního prostoru (R) a/nebo další uzavírací prvek (JM) je opatřen mechanismem pro nastavení vzdálenosti uzavíracího prvku a/nebo členu od vstupu nebo výstupu komory (K).

   5
10. 10. Zařízení podle kteréhokoli z uvedených nároků, vyznačující se tím, že uzavírací prvek referenčního prostoru (R) je opatřen dalším uzavíracím prvkem (JM) umístěným u výpustného otvoru, propojeného s vnějším okolím (O).
11. 11. Zařízení podle kteréhokoli z uvedených nároků, vyznačující se tím, že komora io je alespoň na jedné straně opatřena alespoň jedním žlábkem (Z) a/nebo zahloubením pro stálý volný průchod vzduchu a/nebo pro vytvoření minimálního objemu komory (K).
12. 12. Zařízení podle kteréhokoli z uvedených nároků, vyznačující se tím, že vstup a/nebo výstup komory (K) anebo výpustní otvor je opatřen alespoň jedním jednosměrným venti15 lem a/nebo řízeným ventilem.
13. 13. Zařízení podle kteréhokoli z uvedených nároků, vyznačující se tím, že do komory (K) je alespoň částečně vsunut posuvný element.

    20
14. 14. Zařízení podle kteréhokoli z uvedených nároků, vyznačující se tím, že komora (K) je propojena se zásobníkovým prostorem dále propojeným s vnitřním prostorem (P) pneumatiky.
15. 15. Pneumatika a/nebo ráfek, vyznačující se tím, že je opatřen zařízením dle které25 hokoli z uvedených nároků.