DE4201691A1

DE4201691A1 - Self-inflating pneumatic tyre - has internal piston pump actuated by tyre-running deflection

Info

Publication number: DE4201691A1
Application number: DE4201691A
Authority: DE
Inventors: Gerhard Kell
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1992-01-23
Filing date: 1992-01-23
Publication date: 1993-07-29

Abstract

A self-acting air compressor for tyres has a cylinder or piston with valves which is activated by the change in radial profile of the inside of the running surface. A cylinder can have a movable piston (17) which exerts an alternate suction or pumping effect. Alternativley an internal elastic body can act as the pumping element. A manual or electromagnetic valve can be used to control the pressure to the desired value. USE/ADVANTAGE - Makes self-inflating pneumatic tyres and maintains the air pressure while running.

Description

Die Erfindung betrifft eine Ventilbetätigungs vorrichtung gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.The invention relates to a valve actuation Device according to the preamble of claim 1.

Für Fahrrad- oder Fahrzeugreifen mit an- oder ein gebauter Pumpeinrichtung sind mehrere Schutz- und Patentansprüche bekannt. Als Serienprodukt ist bis zum Tage keine dieser Neuerungen eingesetzt worden.For bicycle or vehicle tires with on or on built pumping device are several protective and Claims known. As a series product is up none of these innovations have been used to date.

Praktisch eingesetzt werden Reifendruckregel- und Überwachungssysteme bisher bei Sportwagen, Luxus limousinen und Nutzfahrzeugen. Während für Sport wagen und Luxuslimousinen vorzugsweise Reifen überwachungssysteme eingesetzt werden, sind bei Nutzfahrzeugen Reifendruckregelsysteme bevorzugt, die mittels induktiver elektromagnetischer Radventil reglung den spezifischen Reifen- und Bodendruck im Betrieb regeln. Die mittels kompressorischer Auf ladung dem rotierenden Fahrzeugreifen zugeführte Luft überwindet den Übergang vom statischen zum drehenden Teil durch einen mit Dichtungen abge schlossenen Raum zwischen Stator und dem sich syn chron mit der Achse drehendem Rotor. Tire pressure regulating and Surveillance systems so far in sports cars, luxury limousines and commercial vehicles. While for sports cars and luxury sedans preferably tires surveillance systems are used at Commercial vehicle tire pressure control systems preferred, by means of inductive electromagnetic wheel valve control the specific tire and ground pressure in the Regulate operation. The by means of a compressor charge fed to the rotating vehicle tire Air overcomes the transition from static to rotating part abge with seals closed space between the stator and the syn rotor rotating chronically with the axis.

In einer Anmeldung 27 46 757 vom 18.10.77 und dem Neuerungsanspruch als "im oder am Fahrzeug reifen eingebaute Betätigungseinrichtung zum Aufladen" wird das Betätigungselement, Bügel oder Stößel, be- und umschrieben, während die Funktion des Ansaugens nicht genannt wird. Die selbst tätige Druckaufladung ist in zwei Funktions abläufe zu definieren: Ansaugen und Zuführen! Die allgemeine Bezeichnung "Pumpe" ist im gege benen Fall nicht ausreichend qualifiziert. Der Unterschied der selbsttätigen Aufladung zum allgemeinen "Pumpen" besteht darin, daß in der anspruchsgemäßen Situation die Druckauflade funktion vom Druckraum aus aktiviert wird. Die primäre Funktion ist vom Ansaug- und Zu führungsventil auszuführen und die Funktion dieser Komponente sollte im Text oder Konstruk tion erkennbar sein, wie es z. B. beim zugeordnetem Überdruckventil skizziert ist (Fig. 2). Auch ist ein Anspruch auf unterschiedliche Ventilanordnungen, z. B. mehrere Ansaug- und Zuführ ventile in einem Ventilelement, nicht zu erkennen.In an application 27 46 757 dated 18.10.77 and the innovation claim as "built in or on the vehicle mature actuator for charging" the actuator, bracket or plunger is described and described, while the function of suction is not mentioned. Automatic pressure charging can be defined in two functional processes: suction and supply! The general term "pump" is not sufficiently qualified in the given case. The difference between automatic charging and general "pumping" is that in the demanding situation the pressure charging function is activated from the pressure chamber. The primary function is to be performed by the suction and supply valve and the function of this component should be recognizable in the text or construction, as it is e.g. B. is sketched in the associated pressure relief valve ( Fig. 2). Also is a claim to different valve arrangements, for. B. several suction and supply valves in a valve element, not recognizable.

Der unsymmetrisch geformte und in der Ventilachse gelagerte Bügel zur Ventilbetätigung wird bei höheren Fahrzeuggeschwindigkeiten vibrieren und eskalierende Schwingungen verursachen, die zur Materialermüdung führen. Ein zusätzlicher Nachteil ist in den Patentansprüchen erläutert, den Reifen an der Bügel- oder Stößelauflagestelle mit einer Materialverstärkung zu versehen, Auch hier ist zusammenfassend festzustellen, daß das genannte Konzept nicht als Serienprodukt zum Einsatz gekommen ist.The asymmetrically shaped and in the valve axis Stored bracket for valve actuation is at higher vehicle speeds vibrate and cause escalating vibrations that lead to Cause material fatigue. An additional disadvantage is explained in the claims, the tire at the bracket or ram support point with a To provide material reinforcement, Here too it can be summarized that the concept mentioned is not a series product for Commitment has come.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde eine in der technischen Ausgestaltung und Anwendung fortschrittliche Einrichtung zur selbsttätigen Reifendruckaufladung und Reglung für Fahrzeug reifen im Betrieb zur Verfügung zu stellen, die über den Stand der Technik hinaus zur individu ellen und allgemeinen Verkehrssicherheit beiträgt.The invention is based on the object in the technical design and application advanced automatic device Tire pressure charging and regulation for vehicles to provide tires in operation that beyond the state of the art to individual and general traffic safety.

Diese Aufgabe wird bei der eingangs genannten Ventilbetätigungsvorrichtung zur selbsttätigen Druckaufladung und Reglung erfindungsgemäß gelöst durch die Merkmale des kennzeichnenden Teils gemäß Anspruch 1.This task is mentioned at the beginning Valve actuation device for automatic Pressure charging and control according to the invention solved by the characteristics of the characteristic Part according to claim 1.

Weitere vorteilhafte Anwendungs- und Ausführungs formen der Erfindung sind in den Unter- und Nebenansprüchen gegeben.Further advantageous application and execution forms of the invention are in the sub- and Given secondary claims.

Weitere erfindungsgemäße Vorschläge sind vorge sehen, die einmal die unterschiedlichen Voraus setzungen berücksichtigen, wie z. B. kleinere Reifendimensionen für PKW (Fig. 2+3), während die Ausführung entsprechend (Fig. 1) für LKW vorgesehen ist. Auch erfordert unterschiedliches Luftvolumen verschiedene Ausführungs- und Anordnungs formen, wie z. B. die Fig. 1+4 zwei Ansaug-und Aufladeventile auf eine Radfelge montiert zeigen. Auf die Radfelle diametral montierte Ventile mit unterschiedlicher Funktion (Aufladung/Kontrolle: Fig. 5) sind ein weiterer denkbarer Anwendungs fall. Further proposals according to the invention are provided, which take into account the different requirements, such as B. smaller tire dimensions for cars ( Fig. 2 + 3), while the execution corresponding ( Fig. 1) is provided for trucks. Also different air volume requires different designs and arrangements, such as. B. FIGS . 1 + 4 show two suction and charging valves mounted on a wheel rim. On the wheel skins diametrically mounted valves with different functions (charging / control: Fig. 5) are another conceivable application.

Als weiterer erfindungsgemäßer Vorschlag setzt die selbsttätige Druckluftaufladung vorhandene Bewegung und Energie nutzbringend um und vermehrt den Anteil automatischer Funktionen im Automobil, die mit systemabhängiger Druckluftregulierung gekoppelt den Sicherheitsstandard für Fahrer und Fahrzeug verbessert.As a further proposal according to the invention the automatic compressed air charging available Movement and energy beneficial and increased the proportion of automatic functions in the automobile, the one with system-dependent compressed air regulation coupled the safety standard for drivers and Vehicle improved.

Die Erfindung als Beitrag zu größerer individueller und allgemeiner Verkehrssicherheit wird bestätigt durch das Verhalten der Mehrzahl der Fahrzeughalter, die eine Überprüfung und Aufladung nur bei merkbaren Verdacht "auf zu wenig Luft" durchführen.The invention as a contribution to larger individual and general road safety is confirmed by the behavior of the majority of vehicle owners who a check and charging only when noticeable Carry out suspicions of "not enough air".

Die grundsätzlich erforderliche und empfohlene Überprüfung vor jedem Fahrbeginn ist der Ausnahmefall. Die an den Tankstellen zur Verfügung stehenden Über prüfungs- und Aufladeeinrichtungen werden nur von der Minderheit zur preventiven Kontrolle verwendet. Auch hat der Trend zur Großtankstelle mit Selbst bedienung und Fortfall des Services mit individueller Betreuung die periodische Druckluftkontrolle mehr reduziert als gefördert.The fundamentally necessary and recommended Checking before each start of the journey is an exceptional case. The over at the petrol stations available Test and charging devices are only from the Minority used for preventive control. Also the trend towards large petrol stations with self has Operation and discontinuation of the service with individual Support the periodic compressed air control more reduced than promoted.

Zusätzlich ist die Druckluftaufladung mittels gegebener Bewegung und Energie ökologisch vorteilhaft indem die Anwendung elektrisch betriebener Kompressoren zur Luftaufladung reduziert werden kann.In addition, the compressed air charge is by means of given movement and energy ecologically advantageous by using electrically powered compressors for air charging can be reduced.

Nachfolgend werden die Vorschläge in Text und Bild erläutert und dargestellt:Below are the suggestions in text and image explained and illustrated:

Fig. 1 Blatt 8 - im Schnittbild die anspruchs gemäße Ventilkolbenausführung entsprechend Anspruch 1 und 2. Fig. 1 sheet 8 - in the sectional view the valve according to claim piston design according to claim 1 and 2.

Fig. 2 Blatt 9 - im Schnittbild die anspruchs gemäße Ventileinheit mit elastischem Ansaug- + Pumpelement entsprechend Anspruch 1 und 4. Fig. 2 sheet 9 - in sectional view, the demanding valve unit with elastic suction + pump element according to claim 1 and 4th

Fig. 3, Blatt 10 - im Schnittbild die anspruchs gemäße Ventileinheit mit metallischem Saug- und Pump-Zylinder entsprechend Anspruch 1 und 3. Fig. 3, sheet 10 - in sectional view, the demanding valve unit with a metallic suction and pump cylinder according to claim 1 and 3rd

Fig. 4, Blatt 8 - Darstellung des Funktions ablaufes beim Fahrzeugrad im Betrieb. Fig. 4, sheet 8 - representation of the functional sequence of the vehicle wheel in operation.

Fig. 5, Blatt 11 - im Schnittbild und Draufsicht die anspruchsgemäße Ventileinheit mit elektro magnetisch geregeltem (1) und manuell betätigtem (2) Druckregelsystem. Zur kompressorischen oder manuellen Druckluftaufladung ist die Position (3) vorgesehen. Fig. 5, sheet 11 - in sectional view and top view of the sophisticated valve unit with electromagnetically controlled ( 1 ) and manually operated ( 2 ) pressure control system. Position ( 3 ) is provided for compressor or manual compressed air charging.

Fig. 1:

An der Reifeninnenfläche (1) liegt die aus Feder flachband O-förmig verformte Feder (2) gleitend an, die mit ihren abstützenden Bandenden im Bolzen (5) auf der Auflagefläche (4) beweglich gelagert ist und axial vom Sicherungsring (3) abgesichert wird. Der zentrische Bolzen richtet den Ventildeckel (6) mittels spielfreier Führung (16) axial aus und ist mit dem Kolben (17) durch den Gewindestift (19) zu einer axial beweglichen Ventileinheit formschlüssig verschraubt. In den Kolben (17) sind die Ventilbohrungen (8) mit den Lufteingängen (9) eingearbeitet.On the inner surface of the tire ( 1 ), the spring ( 2 ) is formed from a flat O-shaped spring and slides with its supporting ends in the bolt ( 5 ) on the support surface ( 4 ) and is axially secured by the retaining ring ( 3 ) . The central pin aligns the valve cover ( 6 ) axially by means of a guide ( 16 ) free of play and is screwed to the piston ( 17 ) by the grub screw ( 19 ) to form an axially movable valve unit. The valve bores ( 8 ) with the air inlets ( 9 ) are incorporated in the piston ( 17 ).

Der Zylinder (10) in der Radfelge (15) mittels Lager (11) form- und kraftschlüssig gelagert- und mittels Mutter (12) mit Gewinde (13) und Siche rungsring (14) gesichert. In das Lager (11) des Zylinders (10) ist die Bohrung (20) mit der Gewinde aufnahme (21) für das Ansaugventil (22) eingear beitet. The cylinder ( 10 ) in the wheel rim ( 15 ) by means of bearings ( 11 ) positively and non-positively and by means of nut ( 12 ) with thread ( 13 ) and securing ring ( 14 ) secured. In the bearing ( 11 ) of the cylinder ( 10 ) the bore ( 20 ) with the thread receptacle ( 21 ) for the intake valve ( 22 ) is machined.

Ein weiterer erfindungsgemäßer Vorschlag wird im folgenden (Fig. 2, Blatt) beschrieben:Another proposal according to the invention is described in the following ( FIG. 2, sheet):

Ein elastisches, zylindrisches Gummiteil (1) wird von der Innenseite eines luftdruckaufgeladenen Fahrzeug reifens (2) im Takt der Reifenumdrehung an der ballon artig ausgeformten Stirnseite zum Ansaugen und Pumpen aktiviert. Zur besseren Elastizität und Verstärkung gegen den Innendruck des Reifens ist das Gummiteil im zylindrischem Teil (3) balgartig ausge formt und an der Anschlußöffnung zum Ventilelement (6) kragenförmig verstärkt (4). Zur luftdichten Verbindung mit dem Ventilelement ist die Verstärkung mittels ringförmigen Deckelteil (5) und Verschraubung formschlüssig verbunden. Das mit Ansaug- (13) und zwei Pump-(16)ventilen versehene Ventilelement (6) und die Radfelge (12) sind mittels Führung (8) zentrisch ausgerichtet und durch den Gewindezapfen (10) Sicherungsscheibe (9), mit Mutter (11), lösbar kraftschlüssig verbunden. Die Ventilelemente des Ansaugventils (13) werden durch eine Mutter mit Luftdurchgang (14) gesichert, während die Ringdichtung (8) das Ventilelement (6) zur Radfelge (12) luftdicht abschließen. Ein Luftfilter (17) für das Ansaugventil (13) ist erforderlich.An elastic, cylindrical rubber part ( 1 ) is activated from the inside of an inflated vehicle tire ( 2 ) in time with the rotation of the tire on the balloon-shaped end face for suction and pumping. For better elasticity and reinforcement against the internal pressure of the tire, the rubber part in the cylindrical part ( 3 ) is shaped like a bellows and is reinforced in a collar shape at the connection opening to the valve element ( 6 ) ( 4 ). For an airtight connection to the valve element, the reinforcement is positively connected by means of an annular cover part ( 5 ) and screw connection. The valve element ( 6 ) with suction ( 13 ) and two pump ( 16 ) valves and the wheel rim ( 12 ) are centered by means of a guide ( 8 ) and by means of the threaded pin ( 10 ) lock washer ( 9 ), with nut ( 11 ), releasably non-positively connected. The valve elements of the intake valve ( 13 ) are secured by a nut with an air passage ( 14 ), while the ring seal ( 8 ) seals the valve element ( 6 ) to the wheel rim ( 12 ) in an airtight manner. An air filter ( 17 ) for the intake valve ( 13 ) is required.

Die Ausgestaltung der Ansaug-und Pumpventile ist für den Anwendungsfall dem Stand der Technik entsprechend zu bestimmen und nicht Gegenstand der Beschreibung und Anmeldung. The design of the suction and pump valves is state of the art for the application to determine accordingly and not subject the description and registration.

Der in Fig. 3 dargestellte und nachfolgend beschriebene Vorschlag einer selbsttätigen Ventilbetätigung ist in der Wirkungsweise Fig. 2 gleich. Alternativ zu Fig. 2 ist der Ventilkörper (1) mit je zwei Ansaug- (2) und Pumpventilen (3) versehen. Der Ventilkörper (1) und die Radfelge (6) sind zentrisch ausgerichtet kraftschlüssig mittels Schraubenbolzen (4), Mutter (5) und den Scheiben (9+11) verbunden. Dichtungsringe (7+8) und ein austauschbarer Luftfilter (10) sind vorgesehene und erforder liche Elemente.The proposal of an automatic valve actuation shown in FIG. 3 and described below is the same as in FIG. 2. As an alternative to Fig. 2, the valve body ( 1 ) is provided with two suction ( 2 ) and pump valves ( 3 ). The valve body ( 1 ) and the wheel rim ( 6 ) are non-positively aligned by means of bolts ( 4 ), nuts ( 5 ) and the washers ( 9 + 11 ). Sealing rings ( 7 + 8 ) and an exchangeable air filter ( 10 ) are provided and required elements.

Die axiale Bewegung des Ansaug- und Pump- Zylinders (12) wird mittels Feder (13) und bei mechanischer Einwirkung des zylindrischen Elementes (14) ausgeübt. Zur axialen Ausrich tung sind die Zylinder 12 und 14 mit Führungen (16+17) versehen.The axial movement of the suction and pump cylinder ( 12 ) is exerted by means of a spring ( 13 ) and with the mechanical action of the cylindrical element ( 14 ). For axial alignment, the cylinders 12 and 14 are provided with guides ( 16 + 17 ).

In Fig. 5 wird eine Ventileinheit dargestellt, die diametral zu den Druckaufladeventilen Fig. 1; Fig. 2+3 auf die Radfelgen montiert, Druckregel funktion ausüben. Position 1: Radventil, daß elek tromagnetisch induktiv-indirekt-regulierbar während der Fahrt Druckkontrolle und Reglung ausübt. Position 2: ein manuell auf einen Sollwert ein stellbares Überdruckventil, daß während der Fahrt nicht regulierbar ist. Position 3: Radventil zur kompressorischen- oder manuellen-Aufladung.In Fig. 5, a valve unit is shown, which is diametrical to the pressure charging valves Fig. 1; Fig. 2 + 3 mounted on the wheel rims, pressure control function. Position 1: wheel valve that controls electromagnetically inductively-indirectly-regulates pressure while driving. Position 2: a pressure relief valve that can be set manually to a setpoint and that cannot be regulated while driving. Position 3: wheel valve for compressor or manual charging.

Die Ausgestaltung der Ventileinzelheiten, ist dem Stand der Technik entsprechend auszuführen und nicht Gegenstand der Ansprüche und Beschreibungen.The design of the valve details is the Execute according to the state of the art and not subject of claims and descriptions.

Claims

1. Device for automatic compressed air charging for vehicle tires, characterized in that a cylinder or piston provided with valves activated during driving by using the continuous radial profile change from the inside of the wheel treads exert a suction and pump effect.

2. Device for automatic compressed air charging for vehicle tires according to claim 1, characterized in that a cylinder element with a valve by means of axially movable piston ( 17 ) during driving operation in alternating intervals exert a suction and pump effect ( Fig. 1).

3. Device for automatic compressed air charging for vehicle tires according to claim 1, characterized in that an airtightly mounted with the wheel rim valve element ( 1 ) with valves for suction ( 2 ) and pumps ( 3 ) provided by means of axially movable cylinder during operation, a suction and Apply the pump effect ( Fig. 3).

4. Device for automatic compressed air charging for vehicle tires: alternatively to claim 3, characterized in that an elastic hollow body ( 3 ) with the valve element ( 6 ) air-tight exercises the suction and pumping effect from ( Fig. 2).

5. Device for automatic compressed air charging according to the preceding claims, characterized in that a switchable wheel valve ( Fig. 5) manually set directly to a target number or electromagnetically indirectly controls the tire pressure during driving.