KR102578506B1 - 타이어 압력 제어 시스템 및 구성요소들 - Google Patents

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마틴 피. 스핀들러
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일리노이즈 툴 워크스 인코포레이티드
케이티 프로젝텐트윅렁스-게엠베하
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Abstract

타이어 내로 이송될 유체 매체에 압력을 가하기 위한 압축기(58)를 구비하는, 차량 휠 림(34) 상에 장착되는 타이어에 가압 매체를 공급하기 위한 압축기 유닛(38)이, 제안된다. 압축기 유닛(38)은, 차량 휠 림(34)이 휠 허브(62) 상에 장착된 상태에 놓일 때, 차량 휠 림(34)의 중심 보어(44) 내에 수용되도록 치수 결정되며; 그리고 압축기(58)는, 차량 휠 림(34)의 중심 보어(44)의 근처에 배치되는 구동 유닛(56)에 의해 구동될 수 있다. 차량 휠 림(34) 상에 장착되는 타이어를 위한 가압 매체 공급 장치(22)를 구비하는 차량 휠 림(34), 뿐만 아니라 그러한 차량 휠 림(34)을 포함하는 차량 휠을 구비하는 차량이, 또한 제안된다. 차량 휠-장착 에너지 공급을 제공하기 위한 장치가 또한 제안된다.

Description

타이어 압력 제어 시스템 및 구성요소들
본 발명은 개괄적으로, 림 상에 장착되는 타이어에 가압 매체를 공급하기 위해, 차량 휠들에 그리고 차량 휠 림 상에 또는 내에 수용될 수 있는 압축기 유닛에, 가압 매체를 공급하는 것에 관한 것이다. 본 발명은 또한, 림 상에 장착되는 타이어를 위한 가압 매체 공급 장치를 갖는 차량 휠 림, 뿐만 아니라, 그러한 림을 포함하는, 적어도 하나의 차량 휠을 갖는 차량에 관한 것이다. 본 발명은 또한, 차량 휠-장착 에너지 공급 장치에 관한 것이다.
차량 타이어들은 전형적으로, 압축 공기에 의해 또는 질소와 같은 다른 가압 매체들에 의해 팽창된다. 차량 타이어들은, 튜브형 타이어들 또는 무튜브형 타이어들로 실시될 수 있으며, 그리고 주로 승용 차량들, 트럭들, 버스들, 또는 상용 차량들과 같은 육상 차량들 상에서, 그러나 또한 비행기들과 같은 항공기에서, 사용된다. 통상적인 차량 타이어들은, 원칙적으로, 외부적 연결을 통해 가압 매체로, 예를 들어 압축 공기 또는 질소 충전으로, 공급된다. 일반적으로, 표준화된 밸브들이, 이를 위해 사용된다.
차량 타이어들은 통상적으로, 개별적인 사용 조건들 또는 작동 조건들에 의존하는, 최적 작동 압력 또는 팽창 압력을 갖는다. 육상 차량들을 위한, 최적의 횡방향 안내, 종방향 안내, 열 축적, 및/또는 마모 거동을 보장할 수 있는, 압력 범위들이 존재한다. 타이어 내에서의 기존의 작용 압력은, 그러나, 주변 온도 또는 작동 온도에 따라 출렁일 수 있다. 더불어, 장기간에 걸친, 특정 양의 압력 손실, 소위 점진적인 압력 손실이, 전체적으로 회피될 수 없다.
타이어들 내에서 작동 압력 또는 팽창 압력을 모니터링 할 수 있도록 하는, 차량들을 위한 시스템들이 공지된다. 이러한 맥락에서, 능동적 시스템과 수동적 시스템 사이에서 구분하는 것이 필요하다. 수동적 시스템들은, 차축의 타이어들의 구름 원주들(rolling circumferences)을 결정하도록 그리고 이들을 서로 비교하도록 실시된다. 이것이 상당한 차이를 드러내는 경우, 이때, 개별적인 타이어들 사이의 압력 차이들이 존재한다는 결론이, 이것으로부터 도출된다. 압력을 측정 및/또는 모니터링하기 위한 능동적 시스템들은 일반적으로, 차량 휠 내로 통합되는, 압력 검출을 위한 센서들을 포함한다. 이러한 종류의 압력 센서들은, 차량의 (회전하는) 휠로부터 고정형 구성요소들로, 대응하는 측정 신호들을 무선으로 또는 유선으로 전송하도록 실시될 수 있다.
더불어, 차량 타이어들의 팽창 압력을 독립적으로 조절하는 것을 가능하도록 하는, 공지의 시스템들이 존재한다. 이러한 종류의 시스템들은, 예를 들어, 농업용 차량들, 군용 차량들, 또는 특수 차량들 등에서, 확인될 수 있다. 이러한 시스템들은, 정지 상태에서, 즉 차량이 이동 중이 아닐 때, 팽창 압력의 조절을 허용하도록 실시될 수 있다. 차량들에서의 독립적인 압력 조정을 위한 시스템들은, 중앙 구조체를 구비하고, 즉 복수의 타이어를 팽창시키기 위한 중앙 가압 매체 공급 장치가 존재한다. 또한, 복수의 가압 매체 공급 장치를, 예를 들어, 트랙터/트레일러 조합에서, 제공하는 것이 가능하고; 그러한 경우에, 개별적인 공급 장치가, 특히 상이한 차축들 상의, 복수의 차량 휠을 팽창시키기 위해 제공된다.
가압 매체를 공급할 목적으로, 중앙 가압 매체 공급 유닛이, 차량 휠들에 결합된다. 일반적으로, 공급 유닛은, 차량의 프레임, 섀시, 또는 몸체에 장착된다. 공급 유닛은, 예를 들어, 압축기 또는 공기 압축기를 포함할 수 있다. 이때, 공급 유닛으로부터 개별적인 차량 휠들로 이어지는 복수의 가압 매체 배관을 경로 설정할 필요가 있다. 이 경우에, 차량 휠들이 차량의 차축들 상에 회전 방식으로 장착되기 때문에, 가압 매체 배관들을 위한 복수의 소위 회전형 피드스루(rotary feedthrough)를 제공할 필요가 있다.
차량 타이어들을 위한 중앙 압축 공기 공급기들은, 그러나, 다수의 단점을 갖는다. 하나의 기본적인 단점은, 가압 매체 배관들이 매우 긴 배관 거리를 연결해야만 한다는 점에 있다. 이는, 상응하는 구성 비용 및 증가된 유지보수 비용을 초래한다. 가압 매체 공급 유닛은 또한, 타이어들을 팽창시키기 위해 요구되는 체적 유량들 및 압력들을 제공할 능력을 보장하기 위해, 상응하게 치수 결정 및/또는 조정되어야만 한다. 중앙 압축 공기 공급 유닛들은 또한, 특히 외부적 응력에 의해 야기되는 것으로, 누출되기 쉽다. 주행 도중에 회전하는 휠들에 의한 응력에 노출되는, 회전형 피드스루들의 신뢰할 수 있는 내구적으로 기능적인 실시예를 달성하는 것이 또한 특히 어렵다.
이상에 열거된 양태들은, (차량 제조사에 의해 설치되는 본래 장비에서) 높은 설치 비용 또는 (부품 시장 설치의 경우에) 개장 비용을 동반하게 되는, 증가된 생산 비용을 초래한다. 이상에 언급된 문제점들 중의 일부는, 특히 시스템들의 장기(long-term) 신뢰성에 관련하여, 단지 어려움을 동반하는 가운데 제어될 수 있다. 그러한 시스템들의 보급은 그에 따라 매우 제한된다.
이러한 환경의 관점에서, 본 발명의 목적은, 상당히 낮은 비용으로 구현될 수 있으며 그리고 증가된 신뢰성 및 장기 기능성을 특히 보장하는, 차량 휠들을 위한 가압 매체 공급 장치를 개시하는 것이다. 바람직하게, 주행 도중에, 즉 휠들이 회전하고 있을 때, 타이어 압력을 조정할 수 있어야 한다. 가능한 한 적은 부가적 비용을 동반하는 가운데, 휠 또는 타이어를 변경할 수 있어야 한다. 가압 매체 공급 장치는, 개장 해결책으로서의 사용에 특히 적당해야 한다. 마찬가지로, 가압 매체 공급 장치가 또한 유리하게 바람 빠진 타이어들을 보수하기 위해 사용될 수 있는 경우, 바람직하다. 바람직하게, 이러한 관계에서, 임의의 설치 작업 없이 손상의 수리 또는 일시적 수리를 실행할 수 있어야 한다. 부가적으로, 가압 매체 공급 장치를 위한 적당한 에너지 공급이, 보장되어야 한다.
본 개시의 제1 양태에 따르면, 타이어 내로 이송될 가압 매체에 압력을 가하기 위한 압축기를 구비하는, 차량 휠 림 상에 장착되는 타이어에 가압 매체를 공급하기 위한 압축기 유닛이, 제안된다. 압축기 유닛은, 차량 휠 림(wheel rim)이 휠 허브 상에 장착된 상태에 놓일 때, 차량 휠 림의 중심 보어(center bore) 내에 수용되도록 치수 결정되며; 압축기는, 차량 휠 림의 중심 보어의 근처에 배치되는 구동 유닛에 의해 구동될 수 있다는 사실에 의해, 구별된다.
압축기 유닛은, 그에 따라, 차량 휠 림이 휠 허브 상에 장착된 상태로 놓일 때, 차량 휠 림의 중심 보어의 근처에서 휠 허브와 차량 휠 림 사이에 제공되는, 설치 공간 내로 끼워지도록 치수 결정된다. 차량 휠 림의 중심 보어는, 차량 휠 림의 중앙 영역에 제공되는 개구부인 것으로 이해되고, 개구부에 의해 차량 휠 림이 중심 잡기 목적으로 휠 허브 상으로 슬라이딩된다. 중심 보어는 흔히, 차량 휠 림의 중심 개구부, 중심 구멍, 허브 보어, 또는 허브 개구부로도 지칭된다.
차량 휠 림의 중심 보어의 근처의 휠 허브와 차량 휠 림 사이에서 이용 가능한 설치 공간은, 사실, 사용되는 차량 휠 림 및 차량에 의존하여 상이하게 치수 결정될 수 있지만, 이러한 설치 공간은, 특히 설치 공간 깊이와 관련하여, 사용되는 차량 휠 림 및 차량과 무관하게, 매우 제한되며, 그리고 그에 따라, 임의의 종류의 구성요소들을 수용하기 위한 단지 작은 양의 공간만을 제공한다. 승용차들을 위한 통상적인 차량 휠 림들에서, 존재하는 설치 깊이는, 예를 들어, 단지 3 cm 또는 심지어 더 작을 수 있다. 동시에, 승용차들을 위한 통상적인 차량 휠 림들의 중심 보어들의 일반적인 직경들은, 약 5 cm 내지 7.5 cm의 범위 내에 놓일 수 있다.
이상의 문구 "차량 휠 림이 휠 허브 상에 장착된 상태로 놓일 때, 차량 휠 림의 중심 보어 내에 수용되도록 치수 결정된다"는 그에 따라, 통상적인 압축기들의 일반적인 치수 결정과 상당히 상이한, 매우 콤팩트한, 원칙적으로 매우 편평한, 구조적 형태의 압축기 유닛을 의미한다. 압축기 유닛은, 이 경우, 차량 휠 림 상에 장착되는 타이어 내로 압축 공기 또는 질소를 이송하기 위한 그리고 그에 따라 타이어의 압력을 조절하기 위한, 압축 공기 또는 질소와 같은 유체 매체에 압력을 가하는데 적당한, 압축기를 포함한다. 가압 매체를 차량 타이어에 공급하는 것에 대한 이러한 동시적 적합성은 또한, 필요한 콤팩트함에도 불구하고, 차량 타이어를 팽창시키기에 충분한 높은 운반 능력을 허용하는, 압축기 유닛의 설계를 의미한다.
이러한 방식으로 실시되는 압축기 유닛은 복수-휠 차량에서 차량 휠 림 내로 직접적으로 통합될 수 있기 때문에, 각 차량 휠이 그 자체의 (독립적으로 작동하는 것이 가능한) 가압 매체 공급 장치를 구비하는, 탈중앙화된(decentralized) 가압 매체 공급 시스템을 생성하는 것이 가능하다. 따라서, 모든 이상에 언급된 그에 대한 단점들을 갖는 종래 기술로부터 공지되는 바와 같은, 중앙 차량 장착 가압 매체 공급 시스템을 사용하는 것을 회피할 수 있다. 차량 휠 내에 직접적으로 압축기 유닛을 배치하는 것은, 가압 매체를 타이어들 내로 이송하기 위한 가압 유체 배관들의 필요한 길이를, 이러한 배관들이 더 이상 차량을 통해 휠들로 경로 설정되어야만 하지 않기 때문에, 감소시킨다. 그에 따라, 예를 들어 차량의 하부 몸체 상에서의, 외부적 응력으로 인한 동반되는 누출 가능성을 감소시킬 수 있다. 특히, 차량 프레임으로부터 회전 가능한 휠들로의 전이부에서 (단지 어려움을 동반하는 가운데 제공될 수 있는) 신뢰할 수 있는 내구적으로 기능적인 회전형 피드스루들을 제공하는 것에 대한 요건을, 전체적으로 회피하는 것이 또한 가능하다. 각 차량 휠이 휠 내에 제공되는 독립적인 가압 매체 공급 장치를 구비하는 경우, 이는 또한, 개별적인 가압 매체 공급 장치를 위해 요구되는 기본적 구성요소들이, 차량 휠 자체 내에 배치될 수 있으며, 그리고 휠과 함께 차량으로부터 제거될 수 있기 때문에, 설치 또는 개장 비용을 감소시킨다. 본 발명에 따른 압축기 유닛은, 그에 따라, 압축기 유닛을 수용하기 위해 (차량 휠 림이 휠 허브에 장착될 때, 차량 휠 림의 중심 보어의 근처에서 이용 가능한) 본질적으로 좁은 설치 공간을 사용하는 개념에 기초하게 되는, 중앙 구조물로부터, 탈중앙화된 구조물로 가도록, 공지의 가압 매체 공급 시스템들을 근본적으로 변경하는 것을 가능하도록 한다.
차량 휠 림의 중심 보어 내에 압축기 유닛의 설치를 용이하게 하기 위해, 압축기 유닛은, 모듈형으로 실시될 수 있으며 그리고 차량 휠 림의 중심 보어의 근처에서의 정밀하게 맞춤된 배치를 위한 모듈 하우징을 포함할 수 있다. 차량 휠 림의 중심 보어 내에, 모듈 하우징이 그 위에 정밀하게 맞춤된 방식으로 배치될 수 있으며 그리고 선택적으로 체결될 수 있는, 홀더가 또한, 제공될 수 있다. 모듈 하우징은, 차량 휠 림의 중심 보어 내로 카트리지처럼 삽입될 수 있도록, 실시되고 치수 결정될 수 있다. 이를 위해, 모듈 하우징은, 본질적으로 원통형 형태를 가질 수 있거나, 또는 적어도 자체의 종방향 길이의 큰 부분에 걸쳐 본질적으로 원통형 형태를 가질 수 있다. 압축기 유닛을 수용하기 위해 이용 가능한 설치 공간의 약간의 깊이가 주어지는 경우, 그에 따라 실시되는 모듈 하우징의 높이는 바람직하게, 자체의 직경보다 더 작으며, 이는 특히 편평하고 콤팩트한 실시예를 초래한다. 차량 휠 림의 중심 보어 내에 수용되는 상태에서, 압축기 유닛은 또한, 차량 휠 림의 중심축과 일치하는 종방향 축을 가질 수 있다. 이러한 배열은, 차량 휠 림 상에 압축기 유닛을 장착함에 의해 야기되는, 주행 도중의 어떠한 불균형을 최소화하는 것을 가능하도록 한다.
타이어에 가압 매체를 공급하기 위해, 압축기 유닛의 압축기는, 차량 휠 림의 중심 보어의 근처에 배치되는 구동 유닛에 의해 구동될 수 있다. 구동 유닛은, 압축기 유닛에 결합되는, 별도의 부품일 수 있다. 구동 유닛은, 그러나, 압축기 유닛의 일부분일 수 있으며, 그리고 이 경우에, 모듈 하우징 내부에 배치될 수 있다. 구동 유닛의 예가, 전기 모터를 포함한다. 그러나, 물론, 구동 유닛의 다른 유형들을 사용하는 것이 또한 가능하다.
압축기는, 적어도 하나의 피스톤을 갖는 피스톤 압축기일 수 있다. 차량 휠 림의 중심 보어의 근처의 존재하는 설치 공간의 더욱 효과적인 사용을 가능하도록 하기 위해, 피스톤은, 평면형 피스톤으로서 실시될 수 있다. 평면형 피스톤으로 실시되는 적어도 하나의 피스톤이 왕복동형 피스톤인 경우, 이때 (왕복동형 피스톤들에서 일반적으로 사용되는 원형의 원통형 설계 대신에) 원형 단면을 갖는 대신, 예를 들어 타원형 또는 (가능한 경우 라운드형 모서리들을 갖는) 거의 직사각형 단면을 갖는다. 그러나, 평면형 피스톤으로서 실시되는 적어도 하나의 피스톤이 회전형 피스톤인 경우, 이때 (자체의 회전축에 관한) 자체의 축 방향 치수는, 자체의 반경 방향 치수보다 작다. 압축기에서, 평면형 피스톤은 바람직하게, (압축기 유닛의 종방향 축에 관하여) 전체적인 자체의 반경 방향 치수가 자체의 축 방향 치수보다 더 크도록, 배열된다. 그러한 배열은, 주로 차량 휠 림의 중심 보어의 근처에서의 작은 양의 설치 공간 깊이에 관련하여 유리한, 압축기 유닛의 특히 평평한 설계를 허용한다. 유사한 이점이, 자체의 이동 방향이 (차량 휠 림의 중심 보어 내에 수용되는 압축기 유닛의 상태에서) 차량 휠 림의 중심축에 수직으로 연장되는 방식으로, 적어도 하나의 피스톤이 압축기 내에 배치되는 경우에, 달성된다.
피스톤 압축기로서, 압축기는, 구동 샤프트에 연결되는 편심 커플링이 적어도 하나의 피스톤에 결합되는, 편심 커플링 구동기에 의해 구동되도록 실시될 수 있다. 압축기 유닛에 의해 야기될 수 있는 주행 도중의 불균형을 최소화하기 위해, 구동 샤프트는, 자체의 종방향 축이 차량 휠 림의 중심축과 일치하도록 배치될 수 있다.
가능한 한 최고의 운반 능력을 달성하기 위해, 압축기를 위한 단지 하나의 작용 챔버가 아닌 2개의 작용 챔버를 포함하도록 할 수 있다. 그를 위해, 압축기는, 압축기 유닛의 종방향 축을 따라 차례차례 배치되는, 복수의 피스톤을 구비할 수 있다. 이 경우에, 복수의 피스톤은 또한, 공통 구동 샤프트에 의해 구동될 수 있다.
하나의 실시예에 따르면, 적어도 하나의 피스톤은, 실린더 내에서 이동하는 방식으로 수용되는 왕복동형 피스톤일 수 있다. 공간을 절약하기 위해, 실린더는, 압축기 유닛의 모듈 하우징으로 구성될 수 있다. 또한 이러한 목적으로, 작용 챔버를 위해 제공되는 압축기의 흡입 밸브 및/또는 배기 밸브가, 실린더 외부에 별도 부품으로서 배치되는 대신에, 실린더 내에 적어도 부분적으로 매립될 수 있다. 압축기의 흡입 밸브에 관한 유리한 실시예가, 흡입 밸브가, 왕복동형 피스톤 상에 장착되며 그리고 자체의 흡입 행정 도중에 왕복동형 피스톤의 이동에 의해 강제 개방되는, 밀봉 요소를 포함하는 경우에, 달성된다. 이는, 흡입 밸브의 공간-절약 배치(이 경우에 실린더 외부에 별도의 구성요소로서 제공되지 않는 대신, 왕복동형 피스톤 자체 상에 또는 왕복동형 피스톤과 실린더 사이에 실시됨)에 관한 이점들뿐만 아니라, 왕복동형 피스톤이 단일 흡입 행정에서 달성할 수 있는 흡입 용적에 관한 이점들을 동반하게 된다. 체크 밸브로서 실시되는 흡입 밸브와 대조적으로, 흡입 밸브의 개방은, 피스톤의 흡입 행정에 의해 작용 챔버 내에 생성되는 진공에 의존하지 않는 대신에, 흡입 밸브의 밀봉 요소가 왕복동형 피스톤과 함께 이동한다는 사실로 인한 피스톤 자체의 이동에 의존한다. 개선된 흡입 거동 덕분에, 이는 압축기의 운반 능력을 증가시킬 수 있도록 한다.
실린더 내부에서의 왕복동형 피스톤의 개선된 슬라이딩을 위해, 왕복동형 피스톤은, 실린더 내에서 자체의 슬라이딩 운동을 실행할 때, 왕복동형 피스톤에 윤활을 제공하기 위한 윤활제 저장부를 구비할 수 있다. 윤활제 저장부는 이 경우, 예를 들어 왕복동형 피스톤의 단부 벽에 인접한 둘레 홈으로 실시될 수 있다. 윤활제 저장부 내에 수용되는 윤활제는, 왕복동형 피스톤의 슬라이딩 표면들을 따르는 윤활제의 느린 방출을 허용하는, 다공성 또는 흡수성 매트릭스 내에 내장될 수 있다.
특히, 압축기 유닛 내에 하나 초과의 작용 챔버를 제공하기 위한 (주로 엄격하게 제한되는 설치 공간 깊이에 관한) 공간 절약 옵션이, 이들이 실린더 내에서 이동할 수 있도록 수용되는 것인 2개의 대향하는 피스톤 섹션을 구비하는 이중-작용 피스톤으로서, 왕복동형 피스톤을 실시하는 것에 있다. 그러한 피스톤은, 이하에서, "이중 피스톤"으로 지칭된다. 이중 피스톤으로서 실시되는 왕복동형 피스톤에 의해, 단일 피스톤을 동반하는 2개의 작용 챔버를 생성하는 것이 가능하다. 이중 피스톤은, 자체의 폭의 배수인 길이를 구비할 수 있다. 그에 따라, 개별적인 피스톤/실린더 조합의 안내 정밀성을 위해 충분한 안내 길이를 보장하는 것이 가능하다. 이중 피스톤의 경우에, 적어도 하나의 피스톤에 관해 이상에 설명된 모든 특징들이 또한, 이중 피스톤에 의해 형성되는 피스톤 섹션들에 관련될 수 있다는 것이, 이해된다.
압축기 유닛 내에 하나 초과의 작용 챔버를 제공하기 위한 (주로 엄격하게 제한되는 설치 공간 깊이에 관한) 공간 절약 옵션을 또한 제공하는 다른 실시예에 따르면, 적어도 하나의 피스톤이 회전형 피스톤으로서 실시된다. 적어도 하나의 피스톤은, 예를 들어, 방켈 원리(Wankel principle)에 따라 압축 챔버 내에서 회전 방식으로 이동할 수 있는, 방켈 회전형 피스톤의 형태로 실시되는 회전형 피스톤일 수 있다. 이 경우에도, 역시, 압축 챔버 내에서 회전하는 회전형 피스톤들은, 가압 매체 유입구들 및 가압 매체 배출구들이, 회전형 피스톤이, 자체의 회전 운동의 경로에서, 압축 챔버의 (에피트로코이드형으로 성형된(epitrochoidally shaped)) 둘레 벽을 따라 자체의 밀봉 립부들(sealing lips)과 더불어 슬라이딩할 때, 가압 매체 유입구에 의해 작용 챔버 내로 도입되는 가압 매체가, 회전 방향에서 유입구 이후에 위치하게 되는 가압 매체 배출구를 통해 작용 챔버 밖으로 강제 배기되는 방식으로, 압축 챔버 내에 배치되는, 복수의 작용 챔버를 생성할 수 있다.
이를 위해, 가압 매체 유입구들 및 가압 매체 배출구들은, 압축 챔버의 둘레 벽 내에 배치될 수 있다. 가압 매체 유입구들에 관한 유리한 실시예가 또한, 적어도 하나의 가압 매체 유입구가, 압축 챔버의 측벽 내에 실시되며 그리고 자체의 회전 운동의 경로에서 회전형 피스톤에 의해 교호반복 방식(alternating fashion)으로 덮이거나 또는 개방되는 경우에, 생성된다. 측벽은, 회전형 피스톤이 그에 대해 밀봉되며 그리고 압축 챔버를 횡방향으로 경계 한정하는, 압축 챔버의 2개의 측벽 중의 하나일 수 있다. 압축 챔버의 둘레 벽 내에 실시되는 가압 매체 유입구와 비교하여, 이러한 종류의 가압 매체 유입구는, 회전 운동 도중에 둘레 벽을 따라 슬라이딩하는 회전형 피스톤의 밀봉 립부들이, 이들이 가압 매체 유입구 개구부에 (최소한으로) 충돌한다는 사실로 인해, 시간의 경과에 따라 마모되거나 또는 손상되는 것을 방지한다.
가압 매체 배출구들에 관한 유리한 실시예가 또한, 압축 챔버로부터의 적어도 하나의 가압 매체 배출구가 회전형 피스톤을 통해 측벽 내로 경로 설정되는 경우에, 생성된다. 여기서, 역시, 측벽은, 압축 챔버의 2개의 측벽 중의 하나일 수 있다. 대응하는 가압 매체 배출구 개구부가, 압축 챔버의 둘레 벽을 향해 지향하게 되는 회전형 피스톤의 일측부 상에 실시될 수 있으며, 그로부터, 회전형 피스톤 내부의 가압 매체 배출구가, 바람직하게 회전형 피스톤의 중앙 영역에 도달할 때까지, 측벽을 통해 외부를 향해 그곳으로부터 급송하도록, 경로 설정된다. 압축 챔버의 둘레 벽 내에 실시되는 가압 매체 배출구와 비교하여, 본 실시예는 또한, 회전 운동 도중에 둘레 벽을 따라 슬라이딩하는 회전형 피스톤의 밀봉 립부들이, 가압 매체 배출구의 개구부 내로 (최소한으로) 충돌하는 것을 그리고 그에 따라 마모되거나 또는 손상되는 것을, 방지한다.
압축 챔버 내부에서 회전형 피스톤의 개선된 슬라이딩을 위해, 회전형 피스톤은, 압축 챔버 내의 회전형 피스톤을 윤활하기 위한 윤활제 저장부를 구비할 수 있다. 윤활제 저장부는, 예를 들어, 압축 챔버의 측벽을 향해 지향되는 회전형 피스톤의 측부 상에 제공되는 리세스(recess)로 실시될 수 있다. 윤활제 저장부 내에 존재하는 윤활제는, 회전형 피스톤의 슬라이딩 표면들에 대한 윤활제의 느린 방출을 허용하는, 다공성 또는 흡수성 모체(matrix) 내에 내장될 수 있다.
본 발명의 제2 양태에 따르면, 차량 휠 림 상에 장착되는 타이어를 위한 가압 매체 공급 장치를 구비하는, 차량 휠 림이, 제안된다. 차량 휠 림은, 가압 매체 공급 장치가, 차량 휠 림의 중심 보어 내에 수용되는 압축기 유닛을 포함한다는 사실에 의해 구별된다. 압축기 유닛은 바람직하게, 제1 양태에 따른 이상에 설명된 압축기 유닛이다.
이상에 설명된 바와 같이, 복수-휠 차량에서, 차량 휠 림 내로 통합되는 압축기 유닛이, 각 차량 휠이 그 자체의 (독립적으로 작동 가능한) 가압 매체 공급 장치를 포함하는, 탈중앙화된 가압 매체 공급 시스템의 형태로 구현될 수 있다.
차량 휠 림 상에 장착되는 타이어 내로 압축기 유닛에 의해 가압된 가압 매체를 이송할 목적으로, 가압 매체 공급 장치는, 압축기 유닛으로부터 타이어 내로의 가압 매체 유입구까지 연장되는 가압 매체 통로를 포함할 수 있다. 가압 매체 통로는, 예를 들어, 압축기 유닛의 대응하는 연결부에 연결되는, 배관(예를 들어, 호스 배관)의 형태로 실시될 수 있다. 가압 매체 유입구는, 그곳으로부터 타이어 내로 급송하기 위해, 차량 휠 림의 림 함몰부(rim well) 또는 림 보강 시트(rim bead seat)의 근처에 배치될 수 있다. 대안적으로, 가압 매체 통로가, 차량 휠 림의 통상적인 타이어 밸브에 결합되는, T-자형 요소에서 종결되는 것을 허용하도록 고려될 수 있다. 이 경우에, 가압 매체 유입구는, 통상적인 타이어 밸브로 구성된다.
체크 밸브가, 가압 매체 통로 내로 통합될 수 있다. 이러한 밸브는, 예를 들어, 직접적으로 가압 매체 유입구에 제공될 수 있다. 그러나, 물론, 체크 밸브는 또한, 압축기 유닛과 가압 매체 유입구 사이의 가압 매체 통로의 경로 내의 임의의 다른 위치에 배치될 수 있다. 차량 휠 상에서 체크 밸브의 중량에 의해 야기될 수 있는 불균형을 감소시키기 위해, 체크 밸브는, 압축기 유닛 상에 실시될 수 있으며, 또는 심지어 압축기 유닛 자체의 일부로서 실시될 수 있다.
가압 매체 통로가 배관으로 구성되는 경우, 이때 배관은, 차량 휠 림의 스포크를 따라 차량 휠 림의 중심 보어의 근처로부터 반경 방향 외향으로 가압 매체 유입구까지 경로 설정될 수 있다. 가능한 한 가장 큰 정도까지 가압 매체 통로를 외부 환경 영향으로부터 보호하기 위해, 배관은, 차량 휠 림 또는 스포크의 내측에서 경로 설정될 수 있다. 이 점에 있어서, 가압 매체 통로를, 적어도 일부 섹션에서, 차량 휠 림의 스포크 내측의 도관의 형태로, 경로 설정하는 것이 또한 유리할 수 있다. 그러한 섹션에서, 가압 매체 통로는, 외부 영향으로부터 완전히 보호된다.
가압 매체 통로가 차량 휠 림 내측에 도관의 형태로 경로 설정되는 경우, 이때, 압축기 유닛의 가압 매체 배출구 및 차량 휠 림의 중심 보어의 근처의 도관의 개구부가, 서로 동일 평면 상에 놓여, 압력 하에 놓이는 가압 매체가 압축기 유닛 밖으로 그리고 직접적으로 도관 내로 유동할 수 있도록 하는 방식으로, 압축기 유닛 상에 제공되는 별도의 연결부를 생략하는 것 그리고 대신에, 차량 휠 림의 중심 보어 내에 압축기 유닛을 배치하는 것을, 또한 고려할 수 있다. 압축기 유닛의 가압 매체 배출구로부터 도관의 개구부 내로의 전이부(transition)의 위치에, 전이부를 밀봉하는 밀봉 요소가, 제공될 수 있다.
차량 휠 림의 가압 매체 공급 장치는 또한, 압축기 유닛의 구동 유닛을 제어하기 위한 제어 모듈을 포함할 수 있다. 압축기 유닛의 구동 유닛이 전기 모터를 포함하는 경우, 예를 들어, 이때 제어 모듈은, 압축기 유닛에 의해 가압 매체에 요구되는 양의 압력을 가하기 위해 그리고 가압 매체를 가압 매체 통로를 통해 타이어에 공급하기 위해, 전기 모터를 제어하도록 실시될 수 있다. 타이어에 공급될 가압 매체의 양을 결정하기 위해, 센서 장치가, 차량 휠 림 상에 배치될 수 있으며, 그러한 센서 장치는, 신호 배선을 통해 가압 매체 공급 장치에, 특히 제어 모듈에 연결된다. 센서 장치는, 예를 들어, 압력 센서, 온도 센서, 또는 또한 양자 모두일 수 있다. 센서 장치는 또한, 예를 들어, 차량 휠이 현재 회전하고 있는지 또는 정지 상태에 있는지를 결정할 수 있는, 움직임 센서를 포함할 수 있다. 센서 장치에 의해 검출되는 측정 데이터는, 신호 배선을 통해 가압 매체 공급 장치 또는 그의 제어 모듈로 전송될 수 있으며, 그리고 타이어 압력 조절의 필요한 정도를 결정할 목적으로 그곳에서 처리될 수 있다. 신호 배선은 또한, 센서 장치에 에너지를 공급하기 위해 사용될 수 있다. 신호 배선의 가능한 한 가장 보호되는 경로 설정을 위해, 신호 배선은, 적어도 일부 섹션에서, 가압 매체 통로 내부로 경로 설정될 수 있다. 가압 매체 통로 내로 통합되는 체크 밸브가, 가압 매체 유입구에 위치하지 않는 대신, 압축기 유닛에 대한 가압 매체 통로의 연결부에 위치하게 되는 경우, 예를 들어, 이때 센서 장치는, 타이어 상에 장착되는 체크 밸브 내의 가압 매체 통로 내로 통합될 수 있다. 이는, 센서 장치에 의해 야기되는 차량 휠 내의 불균형을 감소시킬 수 있도록 한다.
제어 모듈은, 가압 매체 공급 장치가, 예를 들어 타이어 압력을 사전 구성된 값으로 유지하기 위해, 차량 휠 림 상에 장착되는 타이어에 대한 가압 매체의 공급을 독립적으로 제어하는 것을 허용할 수 있다. 그러나, 물론, 검출된 센서 측정 데이터의 처리는 또한, 차량 상에 배치되는 중앙 처리 유닛에 의해 취급될 수 있다. 이 경우에, 제어 모듈은, 검출된 측정 데이터를 중앙 처리 유닛으로 통과시키기 위해 중앙 처리 유닛과 통신하도록 실시될 수 있으며, 그리고 중앙 처리 유닛으로부터 수신되는 명령들을, 예를 들어 압축기 유닛의 기동을, 실행하도록 실시될 수 있다. 제어 모듈과 중앙 처리 유닛 사이의 통신은, 이 경우, 무선으로 수행될 수 있다. 또한, 차량의 운전자가 요구되는 타이어 압력 설정값을 설정하는 것 및 심지어 주행 도중에도 중앙 처리 유닛에 의해 구현되는 것을 취하는 것을 허용하기 위해, 차량의 중앙 처리 유닛이 차량 내부에 위치하게 되는 사용자 인터페이스에 의해 제어되는 것이, 고려될 수 있다.
이러한 방식으로 제어될 수 있는 가압 매체 공급 장치는 기본적으로, 통상적인 차량 휠 림들에서 일반적으로 림의 외측에 배치되는 타이어 밸브들을 불필요하게 만든다. 심미적인 이유로, 그에 따라, 차량 휠 림의 외측부 상에 타이어 밸브를 제공하는 것을 생략하는 것을 고려할 수 있다. 그러나, 가압 매체 공급 장치의 고장의 경우에도 타이어의 팽창을 수행할 수 있도록 하기 위해, (외부적 가압 매체 공급원에 연결될 수 있는) 타이어 밸브가, 가압 매체 통로에 결합될 수 있다. 이러한 타이어 밸브는 바람직하게, 림의 외부로부터 시인 불가능하도록 실시될 수 있다. 예를 들어, 타이어 밸브는, 가압 매체 통로가 또한 그 내부로 경로 설정되는 것인, 스포크의 내측부 상에 배치될 수 있다. 허브 커버가 제거될 때 타이어 밸브가 외부로부터 접근 가능하도록, 차량 휠 림의 중심 보어 주변의, 허브 커버 뒤쪽의, 영역에 타이어 밸브를 배치하는 것을 또한 고려할 수 있다.
가압 매체 공급 장치에 필요한 에너지를 공급하기 위해 (예를 들어, 전기 모터-구동 압축기 유닛을 구동하기 위해, 제어 모듈을 작동하기 위해, 또는 센서 장치에 에너지를 공급하기 위해), 배터리 또는 축전지와 같은 에너지 저장 장치가, 차량 휠 림 상에 배치될 수 있다. 에너지 저장 장치는, 예를 들어 압축기 유닛과 함께, 차량 휠 림의 중심 보어의 근처에 수용될 수 있다. 그러나, 에너지 저장 장치가 단지 가압 매체 공급 장치의 제한된 수명을 보장하기 때문에, 가압 매체 공급 장치는 또한, 차량 휠 림이 차량의 휠 허브 상에 장착된 상태로 놓일 때, 차량 장착 에너지 공급원으로부터 에너지를 공급받을 수 있다. 이러한 종류의 에너지 공급을 구현하기 위한 구체적인 방책들이, 에너지를 공급하기 위한 차량 휠-장착 장치의 맥락에서, 이하에 추가로 설명된다. 차량 장착 에너지 공급원의 고장의 경우에도 가압 매체 공급 장치를 계속 작동할 수 있도록 하기 위해, 예를 들어, (그를 통해 가압 매체 공급 장치가 에너지를 공급받을 수 있으며 그리고 외부적 에너지 공급원에 연결될 수 있는) 연결부가, 차량 휠 림의 근처에 배치되는 것이, 또한 가능하다. 그러한 연결부는, 예를 들어, 허브 커버가 제거될 때 연결부가 외부로부터 접근 가능하도록, 차량 휠 림의 중심 보어 근처에, 허브 커버 뒤쪽에, 배치될 수 있다.
바람 빠진 타이어의 경우에 또는 압력 손실을 초래하는 타이어에 대한 다른 손상의 경우에도 타이어의 주행능력을 유지할 수 있도록 하기 위해, 가압 매체 공급 장치는, 타이어 밀봉제를 저장하기 위한 밀봉제 저장부를 포함할 수 있다. 밀봉제 저장부는, 이러한 목적을 위해 적당한 차량 휠 림 상의 상이한 위치들에 배치될 수 있다. 예를 들어, 밀봉제 저장부가, 차량 휠 림의 중심 보어 내의 배치되는 환형 챔버이며, 압축기 유닛을 둘러싸고 있는 것을 생각할 수 있다. 대안적으로, 밀봉제 저장부는, 예를 들어, 차량 휠 림의 스포크 내의 캐비티일 수 있다. 제어 모듈에 의해 제어될 수 있는, 복수-포트 밸브와 같은 온/오프 밸브가, 예를 들어, 타이어 밀봉제가 그를 통해 밀봉제 저장부로부터 가압 매체 통로 내로 이송될 수 있는 것인, 가압 매체 통로 내로 통합될 수 있다. 대안적으로, 가압 매체 공급 장치는 또한, 밀봉제 저장부로부터 타이어 내로의 밀봉제 유입구로 연장되는, 별도의 밀봉제 통로를 포함할 수 있다. 이 경우에, 온/오프 밸브가 또한, 압축기 유닛에 의해 가압된 가압 매체를 밀봉제 저장부 내로 이송하기 위해 그리고 밀봉제 저장부 내에 수용되는 타이어 밀봉제를 타이어 내로 밀어내기 위해, 제공될 수 있다.
본 발명의 제3 양태에 따르면, 차량 휠 림 상에 장착되는 타이어를 위한 가압 매체 공급 장치를 갖는 차량 휠 림을 포함하는 적어도 하나의 차량 휠을 구비하는, 차량이, 제안된다. 차량 휠 림은, 제2 양태에 따른 이상에 설명된 차량 휠 림일 수 있다. 차량은, (이상에 설명된 중앙 처리 유닛에 대응하는) 제어 유닛을 포함할 수 있으며, 적어도 하나의 차량 휠의 차량 휠 림의 가압 매체 공급 장치가, 차량 내에 배치되는 제어 유닛에 의해 제어될 수 있다.
본 발명의 제4 양태에 따르면, 차량 휠이 차량의 휠 캐리어(wheel carrier) 상에 회전 방식으로 지지되는 것인, 차량 휠 상에 배치되는 전기적 구성요소에 전기 에너지를 공급하기 위한 장치가, 제안된다. 장치는, 휠 캐리어 상에 회전 방식으로 지지되는 부품 상에 배치되며 그리고 전기 에너지가 차량 장착 부품과의 협력을 통해 그 내부로 급송될 수 있는 에너지 수집 요소, 및 에너지 수집 요소로부터 전기적 구성요소로 경로 설정되는 공급 배선을 특징으로 한다.
회전 가능하게 지지되는 부품과 차량에 고정되는 부품 사이의 협력을 통한 에너지 수집 요소 내로의 전기 에너지의 공급은, 발전기에 의해, 또는 기계적 접촉을 통해, 유도형 방식(inductive fashion) 또는 용량형 방식(capacitive fashion)으로 일어날 수 있다. 에너지 전달은, 직류 전류 전송 또는 교류 전류 전송을 포함할 수 있다. 에너지 전달은, 직류 전류/교류 전류 변환 또는 그 반대를 포함할 수 있다.
유도형 또는 용량형 에너지 공급의 경우에, 에너지 수집 요소는, 유도형 또는 용량형 커플링에 적당한 수취 요소를 포함할 수 있으며, 그리고 차량 장착 부품은, 유도형 또는 용량형 커플링에 적당한 전달 요소를 갖도록 제공될 수 있고; 이러한 요소들을 통해, 전기 에너지가, 차량 장착 에너지 공급원으로부터 에너지 수집 요소로 급송될 수 있다. 차량 휠이, 휠 캐리어 상에 회전 방식으로 지지되는 휠 허브 상에 장착되는 경우, 이때 수취 요소 및 전달 요소는, 예를 들어, 휠 캐리어 및 휠 허브의 대향하는 둘레 표면들 상에 실시될 수 있다. 휠 캐리어가, 휠 캐리어의 종방향 축에 대해 축방향 섹션 상에서 휠 허브를 에워싸는 경우, 이때 이러한 섹션에서, 수취 요소는, 휠 허브의 외측 둘레 표면 상에 둘레 방향으로 실시될 수 있으며, 그리고 전달 요소는, 휠 캐리어의 내측 둘레 표면 상에 둘레 방향으로 실시될 수 있다. 반대의 배열이, 휠 허브가 휠 캐리어를 에워싸는 경우에, 고려될 수 있다. 다른 예에서, 전달 요소는, 예를 들어, 차량 휠에 속하는 차량 휠 림의 림 함몰부 반경 방향 내측의 공간에서 브레이크 캘리퍼에 체결되는 블록으로서, 실시될 수 있으며, 그리고 수취 요소는, 차량 휠 림의 내측에 배치되고, 차량 휠 림의 중심축에 대해 반경 방향으로 연장되며, 그리고 반경 방향으로 블록에 도달하는, 디스크로서 실시될 수 있다.
에너지가 발전기에 의해 공급되는 경우, 에너지 수집 요소는, 차량에 고정되는 부품 상에 배치되는 스테이터와 협력하며, 그리고 스테이터와 함께, 차량 휠이 휠 캐리어 둘레에서 회전할 때, 전기 에너지를 생성하는 발전기 장치를 구성하는, 로터를 포함할 수 있으며, 그러한 에너지가 에너지 수집 요소 내로 급송된다. 차량 휠이, 휠 캐리어 상에 회전 방식으로 지지되는 휠 허브 상에 장착되는 경우, 이때 로터 및 스테이터는, 예를 들어, 휠 캐리어 및 휠 허브 상에서 서로 반대편에 배치될 수 있다. 휠 캐리어가, 휠 캐리어의 종방향 축에 대해 축방향 섹션 상에서 휠 허브를 에워싸는 경우, 이때 로터는, 휠 허브 상의 섹션 내에 배치될 수 있으며, 그리고 휠 캐리어 상에 실시되는 스테이터에 의해 환형 방식으로 에워싸이게 될 수 있다. 반대의 실시예가, 예를 들어, 휠 허브가 휠 캐리어를 에워싸는 경우에, 또한 고려될 수 있다.
기계적 접촉을 통한 에너지 공급의 경우, 에너지 수집 요소는, 슬라이딩 방식으로 고정형 접점에 접촉하는 슬라이딩 접점을 포함할 수 있고, 그러한 고정형 접점은, 차량에 고정되는 부품 상에 배치되며, 따라서 전기 에너지가, 차량 장착 에너지 공급원으로부터 에너지 수집 요소로 급송될 수 있다. 차량 휠이, 휠 캐리어 상에 회전 방식으로 지지되는 휠 허브 상에 장착되는 경우, 이때 슬라이딩 접점은, 예를 들어, 휠 캐리어 및 휠 허브의 대향하는 둘레 표면들에 생성될 수 있다. 휠 캐리어가, 휠 캐리어의 종방향 축에 대해 축방향 섹션 상에서 휠 허브를 에워싸는 경우, 이때 이러한 섹션에서, 슬라이딩 접점은, 슬라이딩 방식으로 대응 둘레 접촉 표면과 접촉하는, 휠 허브의 외측 둘레 표면 상에 배치될 수 있으며, 그러한 접촉 표면은, 휠 캐리어의 내측 둘레 표면 상에 제공된다. 반대의 배열이, 휠 허브가 휠 캐리어를 에워싸는 경우에, 고려될 수 있다. 슬립 링들(Slip rings) 또는 탄소 브러시들(carbon brushes)이, 예를 들어, 슬라이딩 접점을 생성하기 위해 사용될 수 있다.
전기 에너지를 공급받게 될 전기적 구성요소는, 에너지-소모 또는 에너지-저장 구성요소일 수 있다. 축전지와 같은 에너지-저장 구성요소가, 에너지-소모 구성요소의 상류에 연결될 수 있다. 에너지-저장 구성요소의 개재(interposition)는, 에너지 공급이 발전기에 의해 독점적으로 수행되는 경우, 그렇지 않으면 차량이 정지 상태에 놓여 있을 때 이용 가능한 에너지가 없을 것이기 때문에, 특히 유리할 수 있다. 유도형 에너지 전달 또는 기계적 접촉을 통한 에너지 전달의 경우, 개재되는 에너지-저장 구성요소가 또한, 특히 차량 장착 에너지 공급원이 (예를 들어, 고장으로 인해) 일시적으로 이용 가능하지 않을 때, 유리할 수 있다. 공급 배선이 에너지-소모 전기적 구성요소로 직접적으로 경로 설정되는 경우, 이때 에너지-소모 구성요소는, 개재되는 에너지-저장 구성요소 없이, 에너지를 공급받을 수 있다.
에너지-소모 구성요소는, 예를 들어, 차량 내에 배치되는 제어 유닛으로 측정 데이터를 전달하도록 실시되는, 차량 휠 상에 장착되는 센서 장치일 수 있다. 센서 장치는, 이상에 추가로 설명된 센서 장치일 수 있다. 에너지-소모 구성요소는, 차량 휠 상에 장착되는 타이어에 가압 매체를 공급하기 위한 전기 모터-구동 압축기 유닛을 포함할 수 있으며, 그리고 또한, 연관되는 제어 모듈을 포함할 수 있다. 압축기 유닛 및 제어 모듈은, 이상에 추가로 설명된 압축기 유닛 및, 이상에 추가로 설명된, 장착되는 림-장착 가압 매체 공급 장치의 연관되는 제어 모듈일 수 있다.
본 발명에 따른 에너지 공급 장치의 본질적인 이점들이, 한편으로, 많은 에너지 공급을 요구하는 휠-장착 구성요소들(예를 들어, 전기 모터-구동 압축기 유닛)이 충분한 양의 에너지를 쉽게 공급받을 수 있다는 점을 포함한다. 다른 한편, 이점이 또한, 휠-장착 에너지-소모 구성요소들의 간헐적 작동뿐만 아니라 연속적인 작동이 가능하게 된다는 점에 있다. 후자의 경우, 특히 휠-장착 센서 장치들에 관련된다. TPMS 시스템(타이어 압력 모니터링 시스템)의 능동적 센서들과 같은, 공지의 휠-장착 센서 장치들은 일반적으로, 몇 년간의 서비스 수명을 위해 설계되는 영구적으로 통합되는 에너지 공급원을 갖도록 생성된다. 그러나, 이러한 길이의 작동 시간은, 단지 센서들이 더 긴 기간의 시간에 걸쳐 단지 잠시 동안만 활성화되며 그리고 이때 측정 시간에 검출되는 데이터를 제어 유닛으로 전송하는 경우에만, 달성된다. 그러나, 여기에서 설명되는 에너지 공급 장치는, 휠-장착 센서 장치가, 연속적인 측정을 실행하는 것, 및 그에 따라 센서 장치와 차량 장착 제어 유닛 사이의 연속적인 데이터 흐름을 성취하는 것을 가능하게 한다. 이러한 방식으로, 차량의 텔레매틱스(telematics)를 위한 광범위하고 가치 있는 데이터를 수집할 수 있다.
본 발명의 다른 양태에 따르면, 차량 휠 상에 배치되는 센서 장치를 작동시키기 위한 그리고 센서 장치의 측정 데이터를 차량 내에 배치되는 제어 유닛으로 전송하기 위한, 에너지 공급 장치의 용도가, 제안된다. 센서 장치는, 이 경우, (예를 들어, 차량이 정지 상태에 놓이는 시간을 또한 포함할 수 있는, 여행의 지속기간 동안 또는 사전 정의된 기간의 시간 동안) 연속적으로 작동될 수 있으며, 그리고 연속적으로 측정 데이터를 제어 유닛으로 전송할 수 있다.
TPMS 시스템의 능동적 센서들과 비교한 다른 이점이, 차량 휠의 개선된 불균형 거동(improved imbalance behavior)을 통해 달성된다. 능동적 TPMS 센서들은 일반적으로, 타이어 밸브와 함께, 영구적으로 통합되는 전자기기들 및 에너지 공급원과 함께, 유닛으로서 설치되며 그리고, 통상적인 차량 휠 림들에서, 림 보강 시트에 가깝게 장착된다. 여기서 설명되는 에너지 공급 장치 덕분에, 더 이상 타이어 밸브에 연결되는 센서 상에 에너지 공급원을 제공할 필요가 없으며, 그리고 결과적으로, 차량 휠의 불균형 거동을 개선하는, 센서의 무게 감소가 달성된다.
본 발명의 다른 양태에 따르면, 차량 휠 상에 장착되는 타이어에 가압 매체를 공급하기 위한 전기 모터-구동 압축기 유닛을 구동하기 위한, 에너지 공급 장치의 용도가, 또한 제안된다.
차량 내에 배치되는 제어 유닛으로의 센서 장치의 측정 데이터의 이상에 언급된 전송을 위해, 다른 양태에 따라, 정적(즉, 차량 장착된) 차량 구성요소 및 동적(즉, 회전 가능한) 차량 구성요소(예를 들어, 차량 휠) 사이에서 데이터를 전송하도록 실시되는, 무접촉 데이터 전송을 위한, 시스템이, 제공될 수 있다. 데이터 전송 시스템은 특히, (시간순으로) 연속적인 데이터 전송을 위해 실시될 수 있다.
데이터 전송 시스템은, 예를 들어, 정적 차량 구성요소와 연관되는 적어도 하나의 송수신기 유닛 및 동적 차량 구성요소와 연관되는 적어도 하나의 송수신기 유닛을 구비하는, 2-경로 데이터 전송 시스템일 수 있다. 동적 차량 구성요소의 송수신기 유닛은, 동적 차량 구성요소와 연관되는 센서 시스템, 특히 실시간 센서 시스템으로부터 데이터를 수신하도록 그리고 바람직하게 이를 정적 차량 구성요소의 송수신기 유닛으로 연속적으로 전송하도록, 실시될 수 있다.
동적 차량 구성요소의 송수신기 유닛은, 별도의 유닛으로서, 특히 센서 시스템으로부터 물리적으로 분리된 유닛으로서, 실시될 수 있다. 따라서, 바람직한 위치에서, 예를 들어 차량 휠의 림 윤곽부(rim contour) 상에서, 대응 센서 시스템으로부터 분리되게 동적 차량 구성요소의 송수신기 유닛을 배치하는 것이, 가능하다. 일 실시예에서, 동적 차량 구성요소의 송수신기 유닛은 또한, 동적 차량 구성요소와 연관되는 적어도 하나의 제어 가능한 구성요소를 제어하기 위한 데이터를 수신하도록 그리고 이러한 데이터를 제어 가능한 구성요소로 상응하게 전송하도록 실시될 수 있다.
무접촉식으로 기능하는 데이터 전송 시스템의 송수신기 유닛들은, (타이어 내에 송신기 유닛들을 갖는 휠-장착 타이어 압력 센서들과 같은 통상적인 시스템들과 대조적으로) 데이터 전송 속도 및 데이터 전송 품질을 위해 유리한, 동적 차량 구성요소의 설치 공간 내에, 바람직하게, 림 및/또는 타이어와 같은 방해물들에 의해 야기될 수 있는 가능한 한 최소의 양의 교란 변수를 동반하는 위치들에, 배치될 수 있다. 예를 들어, 송수신기 유닛은, 에너지 공급원(예를 들어, 이상에 설명된 에너지 공급 장치)에 대한 직접적 또는 간접적 연결에 의해 제공되는 송수신기 유닛으로의 연속적인 에너지 공급을 동반하는, 림 윤곽부 상의 바람직한 위치에 장착될 수 있다.
통상적인 1-경로 통신 해법들(센서 시스템에 응답할 차량의 가능성을 동반하지 않는, TPMS를 통한 타이어 압력/온도 정보의 전송기들)과 비교하여, 데이터 전송 시스템은, 2-경로 통신에 기초하여 다양한 값-부가 기능들(value-added functions)을 가능하게 한다. 따라서, 예를 들어, 차량 장착 수신기로의 센서 데이터의 연속적인 전송의 가능성에 기초하여, 더 높은 데이터 속도를 달성할 수 있다. 결과적으로, 더 높은 데이터 품질을 동반하는 더 많은 데이터 양이, 정적 차량 구성요소와 (예를 들어, 타이어 상의 또는 내의) 동적 차량 구성요소 상의 센서 시스템 사이에서 교환될 수 있다. 차량 내의 제어 전자기기로부터 데이터를 수신할 동적 차량 구성요소(예를 들어, 차량 휠)의 가능성을 통해, 예를 들어 동적 차량 구성요소 상의 구성요소들을 제어하기 위한, 예를 들어, 휠-장착 압력 생성원(예를 들어, 이상에 설명된 압축기 유닛들 중의 하나)을 기동하기 위한, 다른 잠재적 용도들이, 명백해진다.
데이터 전송 시스템은, 동적 차량 구성요소의 다양한 상태들에 대한 연속적인 모니터링에 기초하여 (중앙) 차량 전자기기들에 의해 실시간으로 안전하고 편리한 측정을 수행할 수 있도록 하는, 연속적인 데이터 흐름의 구현을 가능하게 한다. 이 시점까지 공개되었던 시스템들은, (예를 들어, 낮은 배터리 용량으로 인한) 에너지의 제한된 이용 가능성 및 때때로 극심한 작동 온도 조건 때문에, 더 긴 기간의 시간에 걸쳐 연속적인 전송 작동을 유지하는 것이 가능하지 않았다.
전체적으로, 이상에 설명된 데이터 전송 시스템은, 차량의 주행 안전성 및 주행 편의성을 증가시킬 수 있는, 극도로 넓게 다양한 잠재적 용도를 제공한다. 예를 들어, 타이어 센서들로부터 네트워크 운전자 지원 시스템들 및 자율 주행 또는 부분 자율 주행을 위한 시스템들까지, 데이터를 사용하는 것을 생각할 수 있다. 다른 예에서, 치수들, 하중-지탱 능력, 및 속도 지수 모두와 함께, 타이어의 정체(identity)가, 센서 시스템 내에 저장될 수 있으며, 그리고 예를 들어, 4°C 근처의 온도에서, 운전자는, 타이어들이 겨울용 타이어들로 교환되어야 한다는, 경고를 받을 수 있다. 다른 예에 따르면, 타이어의 최대 신뢰 속도가 초과된 경우에, 청각적 또는 시각적 경고가, 운전자에게 출력될 수 있다. 또한, 차량의 최대 하중이 무엇인지에 대한 것과 같은 질문이, 타이어 센서들의 데이터에 의해 신속하고 정확하게 답변될 수 있으며, 이는, 기존의 공기 압력이 연료-효율적이고 안전한 주행을 허용하는지에 대한 것과 같은 질문에 대해서도 또한 진실이다. 실시간 센서 시스템은 특히, 주행 관련 동적 센서들로부터의 정보를 사용하며 그리고 이러한 정보를, 부가적인 환경적 센서들 및 타이어 센서들로부터 수신될 수 있는, 다른 정보와 함께 평가할 수 있기 때문에, 향상된 안전성을 보장할 수 있다. 운전자는, 예를 들어, 타이어와 도로 사이의 부착 한계가 도달되자마자, 경고를 받을 수 있다. 따라서, 초기의 빗길 미끄러짐(nascent aquaplaning)을 검출하는 것 그리고 운전자에서 대응하는 경고 신호를 송신하는 것을, 생각할 수 있다. 이러한 관계에서, 환경적 센서들로부터의 정보의 처리 및 온도계 측정 값들에 기초하게 되는 타당성 테스트(plausibility testing)가, 도로 상태를 감지할 수 있도록 그리고 운전자에게 타이어 접지에 관한 임박한 문제점들에 대해 경고할 수 있도록 한다. 실시간 센서들에 의해, 구르는 도중의 현재 타이어 변형에 대한 정도를 공급하는 것이 또한 가능하다.
이상에 언급된 그리고 이하에 더욱 상세하게 설명되는 특징들은, 개별적으로 지시되는 조합으로뿐만 아니라, 본 발명의 범위를 넘지 않는 가운데 다른 조합들로 또는 그 자체들로도 또한, 사용될 수 있다.
본 발명의 다른 특징들 및 이점들은, 도면들과 관련하여 취해지는 복수의 바람직한 예시적 실시예에 대한 뒤따르는 설명으로부터 나온다. 도면의 간단한 설명
도 1은, 가압 매체 공급 시스템을 갖도록 제공되는 차량의 개략적인 매우 단순화된 평면도를 도시하고;
도 2는, (절개 도시되는) 림 상에 또는 내에 수용될 수 있는, 압축기 유닛의 분해 사시도를 도시하며;
도 3은, 차량 휠이 가압 매체 공급 장치와 연관되는 것인, 휠 캐리어 상에 장착되는 차량 휠을 통한 종방향 단면도를 도시하고;
도 4는, 도 2 및 도 3에 따른 압축기 유닛의 전방측 사시 단면도를 도시하며;
도 5는, 도 4에 따른 실시예의 사시 분해 종방향 단면도를 도시하고;
도 6은, 압축기 유닛과 연관되는 피스톤 조립체를 통한 매우 단순화된 단면도를 도시하며;
도 7은, 압축기 유닛의 대안적 실시예의 사시도를 도시하고;
도 8a 및 도 8b는, 압축기 유닛의 다른 실시예의 분해 사시도 및 사시도를 도시하며;
도 9는, 피스톤-제어 흡입 밸브를 갖는 압축기의 개략도를 도시하고;
도 10a 및 도 10b는, 피스톤-제어 흡입 밸브를 갖는 대안적인 압축기의 분해 사시도 및 종방향 단면도를 도시하며;
도 11은, 수정된 피스톤 조립체의 개략도를 도시하고;
도 12a 내지 도 12e는, 다른 압축기 및 피스톤 변형예들의 개략적 도면들을 도시하며;
도 13은, 회전형 피스톤 장치를 갖는 압축기 유닛의 압축기의 매우 단순화된 평면도를 도시하고;
도14는, 회전형 피스톤 장치를 갖는 약간 수정된 압축기의 매우 단순화된 평면도를 도시하며;
도 15는, 회전형 피스톤 장치를 갖는 대안적인 압축기 유닛의 분해 사시도를 도시하고;
도 16은, 제1 작동 상태의 가압 매체 공급 장치를 갖는, 도 3에 도시된 것에 대해 약간 수정된 차량 휠의 실시예의 부분도를 도시하며;
도 17은, 제2 작동 상태의 도 16에 따른 도면의 부분도를 도시하고;
도 18은, 에너지 전달을 위해 휠 캐리어와 협력하는, 휠 허브 섹션을 통한 종방향 부분 단면도를 도시하며;
도 19는, 에너지 전달을 실행하기 위해 휠 캐리어와 협력하는, 휠 허브 섹션의 대안적 실시예를 통한 종방향 부분 단면도를 도시하며; 그리고
도 20은, 에너지 전달을 위한 대안적인 실시예를 동반하는, 휠 캐리어 상에 장착되는 차량 휠을 통한 종방향 단면도를 도시한다.
도 1은, 예를 들어 승용차로 묘사되는, 차량(10)의 개략적인 매우 단순화된 평면도를 도시한다. 차량(10)은 또한 대안적으로, 상용 차량으로서, 일반적으로 육상 차량으로서, 또는 (예를 들어, 착륙 장치를 갖는 비행기와 같은) 항공기로서 실시될 수 있다는 것이, 이해된다. 차량(10)의 섀시 또는 몸체(12)가, 파선으로 도시된다.
차량(10)은, 차량의 종방향으로 서로로부터 이격되는, 2개의 차축(14-1, 14-2)을 구비한다. 도 1에 도시되는 차량(10)은, 실제로, 예를 들어 2-차축 차량이지만, 차량(10)은 또한, 상이하게 설계되는 복수-차축 차량(예를 들어, 3개의 또는 4개의 차축을 갖는 트럭), 또는 단일-차축 차량(예를 들어, 트레일러 또는 이와 유사한 것)일 수 있다는 것이 이해된다. 차량(10)은, 절대적으로 구동 차량이어야만 하는 것은 아닌 대신, 밀리는 또는 견인되는 차량, 특히 트레일러, 세미-트레일러, 또는 이와 유사한 것일 수도 있다는 것이, 또한 이해된다. 도 1에 도시되는 차량(10)은 또한, 2-궤도 차량의 형태로 실시된다. 그러나, 본 발명은 또한, 다른 복수-궤도 차량 또는 단일-궤도 차량(예를 들어 모터사이클, 경 모터사이클, 또는 이와 유사한 것)에 관련될 수 있다. 차량(10)은 4개의 차량 휠(16)을 구비하고, 그 중 2개가, 각각의 차축(14-1, 14-2)과 연관된다. 시계방향 순서로, 차량 휠들은, 참조 부호들(16-1, 16-2, 16-3, 및 16-4)로 지시된다.
차량(10)은, 도 1에서 단지 개략적인 방식으로 블록의 형태로 묘사되는, 통합된(내장된) 가압 매체 공급 시스템(20)을 구비한다. 가압 매체 공급 시스템(20)은, 마찬가지로 단지 개략적인 방식으로 묘사되는, 복수의 분산된 가압 매체 공급 장치(22)를 포함한다. 특히, 각 차량 휠(16)(또는 휠 세트)은, 가압 매체 공급 장치(22)와 연관된다. 제1 휠(16-1)은, 제1 가압 매체 공급 장치(22-1)와 연관되며, 제2 휠(16-2)은, 제2 가압 매체 공급 장치(22-2)와 연관되고, 제3 휠(16-3)은, 제3 가압 매체 공급 장치(22-3)와 연관되며, 그리고 제4 휠(16-4)은, 제4 가압 매체 공급 장치(22-4)와 연관된다.
가압 매체 공급 시스템(20)에서, 압력 생성은, 탈중앙화된다. 차량 휠들(16)은, 압축 공기 또는 질소와 같은 가압 매체에 의해 팽창될 수 있는 타이어들을 포함한다. 차량 휠들(16)의 타이어들 내의 압력 레벨을, 제어, 조정, 및 조절하기 위해, 각각의 가압 매체 공급 장치(22)는, 관련 타이어에 가압 매체를 공급하기 위한, 그 자체의 압축기 유닛을 갖도록 제공된다. 결과적으로, 가압 매체의 중앙 공급이 일어나지 않으며, 따라서 가압 매체 공급 시스템(20)은, 중앙의 압축기 또는 압축 공기 저장부를 요구하지 않는다. 도입부에서 설명된 바와 같이, 이러한 탈중앙화된 구조는, 특히 섀시(12)로부터 차량 휠들(16)로의 전이부에서, 압축 공기 배관들에 대한 더 높은 구현 비용을 회피할 수 있도록 한다.
가압 매체 공급 시스템(20)을 위한 중앙 제어 유닛(24)이, 가압 매체 공급 장치들(22)에 직접적으로 또는 간접적으로 연결될 수 있다. 이는 1차적으로, 전기 에너지 전달 또는 정보 교환의 목적으로 그리고 제어 목적으로, 제공된다. 예를 들어, 제어 유닛(24)은, 신호 처리 유닛(26) 및 에너지 저장 장치(28)를 포함하거나, 또는 그러한 유닛들에 연결된다. 제어 유닛(24)은, 예를 들어, 차량(10)의 메인 에너지 저장 장치(메인 배터리)에 연결될 수 있다. 대안적으로, 제어 유닛(24)을 위한 별도의 에너지 저장 장치들(28)을 제공하는 것을 생각할 수 있다.
신호 처리 유닛(26)은, 지배적인 차량 제어 시스템의 부분으로서 실시될 수 있으며, 또는 대안적으로 별도의 모듈로서 실시될 수 있다. 제어 유닛(24)은, 차량 휠들(16)의, 특히 그들의 타이어들의 상태를, 이들이 가압 매체를 필요로 하는지를 결정하기 위해, 모니터링하도록 실시될 수 있다. 이는, 휠들(16)에서의 직접적인 또는 간접적인 타이어 압력 모니터링을 통해 달성될 수 있다. 제어 유닛(24)은 또한, 휠들(16)의 타이어들에서 요구되는 압력을 달성하기 위해, 하나 이상의 가압 매체 공급 장치(들)(22)의 압축기 유닛(들)을 제어하도록 실시될 수 있다.
대안적으로 또는 부가적으로, 가압 매체 공급 장치들(22)은 또한, 차량 휠(16)의 타이어 내의 압력과 관련되는 특정 목표 상태를 독립적으로 유지하도록 실시될 수 있다. 이러한 작동 상태에서, 제어 유닛(24)으로부터의 외부적 제어 명령은, 요구되지 않을 것이다. 한편으로, 중앙 제어 신호들이 압력 조정을 위해 생성되며 그리고 다른 한편으로, 예를 들어 비상 작동의 일부로서, 적어도 부분적으로 탈중앙화된 독립적인 조정이 가능하게 되는, 생각할 수 있는 혼합된 형태가 또한 존재한다.
도 1에 도시된 예에서, 전기 배선들(30)이, 제어 유닛(24)으로부터 차량 휠들(16)로 경로 설정된다. 배선들(30)은, 전기 배선들로서 실시될 수 있으며, 그리고 특히, 차량 휠들(16) 상의 가압 매체 공급 장치들(22)에 에너지를 전달하도록 실시될 수 있으며, 여기서 차량 휠들(16)로의 전이부에서의 에너지 전달은, 유도형 또는 용량형 방식으로 또는 기계적 접촉에 의해 구현될 수 있다. 대안적으로 또는 부가적으로, 배선들(30)은 또한, 정보, 신호들, 측정값들, 파라미터들, 또는 이와 유사한 것을 전송하도록 실시될 수 있다. 물론, 에너지 및 정보를 전송할 목적으로 차량 휠(16)로 이어지는 여러 개별적인 배선들(30)을 실시하는 것이 또한 가능하다. 도 1에 도시된 예에서, 제어 유닛(24)은, 제1 배선(30-1)을 통해 제1 가압 매체 공급 장치(22-1)에 연결되며, 제2 배선(30-2)을 통해 제2 가압 매체 공급 장치(22-2)에 연결되고, 제3 배선(30-3)을 통해 제3 가압 매체 공급 장치(22-3)에 연결되며, 그리고 제4 배선(30-4)을 통해 제4 가압 매체 공급 장치(22-4)에 연결된다.
가압 매체 공급 시스템(20)은, 심지어 차량(10)의 작동 도중에도, 휠들(16)의 타이어들 내의 압력에 대한 조절을 실행하도록 실시된다. 따라서, 타이어들 내의 압력을 조절하기 위해 차량(10)을 서행시키거나 또는 정지시킬 필요가 없다. 대신에, 가압 매체 공급 장치들(22)은, 심지어 차량의 차량 휠들(16)과 차축들(14) 사이에서의 상대적 회전 도중에도, 타이어 압력에 대한 조절을 실행할 능력을 갖도록 실시될 수 있다.
가압 매체 공급 시스템(20)의 제어 유닛(24)은 또한, 타이어들 내의 압력 손실을 검출하도록 실시될 수 있으며; 검출은 또한, 타이어의 손상에 대한 검출을 포함한다. 이를 위해, 특정 양의 시간에 걸친 규정된 압력 강하가, 바람 빠진 타이어 또는 타이어 손상에 대한 임계값으로서 사용될 수 있다.
부가적으로, 가압 매체 공급 시스템(20)은, 긴 기간에 걸쳐 휠들(16)의 타이어들 내의 압력을 모니터링하도록 실시될 수 있다. 그에 따라, 예를 들어, 계절적 (온도-유발) 압력 변동에 대해, 또는 시간에 걸친 휠들(16) 내의 자연적 압력 강하에 대해, 검출 및 보상하는 것이 가능하다. 가압 매체 공급 시스템(20)에 대한 다른 용도가, 휠들(16) 내의 압력의 선택적 조정을 위한 것일 수 있다. 그에 따라, 예를 들어, 다양한 하중 상태들, 차축 하중들, 도로 상태들, 날씨 상태들, 또는 이와 유사한 것에, 반응하는 것이 가능하다.
도 2를 참조하여 그리고 또한 도 3, 도 4 및 도 5를 참조하여, 가압 매체 공급 장치(22)를 갖도록 제공되는 차량 휠(16)의 실시예가, 이하에 더욱 상세하게 명시될 것이다.
도 2는, 차량 휠(16)의 림(34) 상에 장착될 수 있는, 가압 매체 공급 장치(22)의 분해 사시도를 도시한다. 특히, 도 2에 도시된 가압 매체 공급 장치(22)의 부분은, 휠(16) 또는 림(34)의 중심축(36)에 본질적으로 동축으로 실시되고 지향될 수 있다. 주로, 가압 매체 공급 장치(22)는, 가압 매체 또는 압축 공기를 공급하기 위한 압축기를 구비하는, 압축기 유닛(38)을 포함한다. 압축기 유닛(38)은, 바람직하게는 만입된 방식으로, 림(34)의 중앙 영역(42)의 중심 보어(44) 내에 적어도 부분적으로 수용될 수 있다. 달리 표현하면, 압축기 유닛(38)은, 휠 허브 상에서의 휠(16)의 중심잡기(centering)를 위해 어쨌든 제공되며 그리고 일반적으로 러그 볼트 소켓들(lug bolt sockets)(46)에 의해 한정되는 둘레 내측에 위치하게 되는, 림(34)의 영역 내에 수용된다. 그에 따라, 림(34) 또는 휠(16) 내로 거의 보이지 않게 압축기 유닛(38)을 통합하는 것이 가능하다.
예로서 도시되는 림(34)은 또한, 림 함몰부(50) 및 인접한 림 보강 시트들(52)에 의해 형성되는 타이어 시트에, 중앙 영역(42)을 연결하는, 복수의 아암 또는 스포크(48)를 구비한다. 림 보강 시트들(52) 사이에, 림 함몰부(50)를 향해 지향되는, 타이어(54)가 수용된다(도 3 참조). 림 함몰부(50)는, 림(34)의 외측 둘레 표면의 일부를 구성한다.
압축기 유닛(38)의 동심형 실시예는 그리고 특히, 림(34)의 중앙 영역(42)에서의 그의 배치는, 편심 질량 축적을 방지한다. 이는, 압축기 유닛(38)의 통합이, 휠(16)의 (정적 또는 동적) 불균형에 관한 증가(적어도 상당한 증가는 아님)를 동반하지 않는다는 점에, 기여할 수 있다. 바람직하게, 압축기 유닛(38)의 본질적인 구성요소들은, 중심축(36)에 회전 대칭으로 실시된다.
통상적인 승용차들에서, 중심 보어(44)는, 대략 5 cm 내지 7.5 cm의 직경을 갖는다. 이러한 설치 공간은 흔히, 이러한 직경이 일반적으로 휠 허브 상에서 림(34) 또는 휠(16)을 중심 잡게 하기 위해 사용되기 때문에, 어쨌든 제공된다. 부가적으로, 중심 보어(44)는 흔히, 예를 들어 또한 러그 볼트들을 덮을 수 있으며 그리고 일반적으로 심미적 목적을 위해 역할을 하거나 또는 환경적 영향으로부터의 보호를 또한 제공하는, 엠블럼들, 허브 커버들 또는 이와 유사한 것을 수용하기 위해 사용된다. 바람직하게, 압축기 유닛(38)은, 그에 따라, 원통형(가능하게는 심지어 버섯-형상)으로 실시되며 그리고, 중심 보어(44)에 의해 제공되며 그리고 (통상적인 림들 또는 휠들에서) 예를 들어 덮개 캡에 의해 덮이는, 설치 공간을 사용한다. 결과적으로, 외측에서 볼 때, 압축기 유닛(38)의 거의 보이지 않는 통합이, 달성될 수 있다.
도 2에 도시된 예에서, 가압 매체 공급 장치(22)의 압축기 유닛(38)은, 구동 유닛(56) 및 압축기(또는 압축기 섹션)(58)를 구비한다. 구동 유닛(56)은, 전기 모터로서 실시되는 모터(72)를 포함한다. 구동 유닛은 또한, 상이하게 실시될 수 있으며 그리고 특히, 압축기 유닛(38)의 일부이어야만 하는 것은 아니다. 그에 따라, 차량 휠 림(34)의 중심 보어(44)의 근처에, 압축기 유닛(38)이 그에 결합될 수 있는 것인, 별도의 구동 유닛을 제공하는 것을 생각할 수 있다. 압축기(58)는, 가압 매체(일반적으로, 공기)가 그 내부에서, 규정된 방식으로, 취해지고, 가압되며 그리고 배출되는 것인, 압축기 유닛(38)의 부분을 구성한다.
차량 휠 림(34)은, 중심 보어(44) 내에 수용되는 압축기 유닛(38)과 함께, 차량 장착 휠 캐리어(60)에 휠 허브를 통해 장착될 수 있다(도 3 참조). 휠 캐리어(60)는 또한, 차축 저널(axle journal)로서 지칭될 수 있다. 휠 캐리어(60)는, 차량(10)의 섀시(12)에 장착되며 그리고 특히, 차량(10)에 대해 중심축(36) 둘레에서 회전할 수 없다. 차량(10)이 주행하고 있는 동안에, 휠(16)은, 휠 캐리어(60) 상에서 회전한다. 휠 캐리어(60)와 차량 휠(16) 사이에, 휠 베어링이 일반적으로 제공된다(도 3에서 별도로 도시되지 않음). 휠 캐리어(60) 상에의 차량 휠(16)의 장착은, 일반적으로 중심 보어(44)의 직경에 맞춰지는 중심 직경을 갖는, 휠 허브(62)에 의해 간접적으로 수행된다. 휠 허브는, 단지 도 3에서 참조 부호 '62'에 의해서만 지시된다.
도 3에서, 압축기 유닛(38)이, 림(34)이 어쨌든 제공하며 그리고 휠 허브(62)와 림(34) 사이에 위치하게 되는, 설치 공간을 사용하는 것이 명백하다. 바람직하게, 압축기 유닛(38)의 반경 방향 치수(즉, 직경) 및 축 방향 치수는, 림(34)의 중앙 영역(42) 또는 중심 보어(44)에 맞춰진다.
도 3의 도면에 관해, 도시된 구성요소들의 크기들이 반드시 실제 치수들에 대응하지는 않는다는 것을 알아야 한다. 예를 들어, 압축기 유닛(38)은, 도시된 구성요소들에 대한 더욱 명확한 모습을 제공하기 위해, 비교적 크고, 특히 과도한 축방향 길이를 갖는다.
압축기 유닛(38)은, 모듈형 방식으로 실시되며 그리고, 일반적으로 모듈 홀더로 지칭되는, 모듈 하우징(64)(도 3 및 도 4)을 구비한다. 도 2에 도시된 예시적인 실시예에서, 모듈 하우징(64)은, 내향-지향 컵(66) 및 외측 폐쇄 캡(68)으로 구성된다. 컵(66) 및 폐쇄 캡(68)은, 압축기 유닛(38)의 구성요소들을 에워싼다(특히, 도 4 및 도 5의 상세 도면들을 참조). 바람직하게, 컵(66)은, 림(34)의 중심 보어(44)에 맞춰지는 외경을 가지며, 따라서 (컵(66) 및 폐쇄 캡(68)으로 구성되는) 모듈 하우징(64)이, 정밀하게 맞춤된 방식으로 중심 보어(44) 내로 통합될 수 있다. 폐쇄 캡(68)은, 예를 들어, 림들(34)을 위한 공지의 허브 캡들 또는 허브 커버들과 유사하게 실시될 수 있으며, 그리고 예를 들어, 브랜드 엠블럼 또는 이와 유사한 것을 보유할 수 있다.
도시된 예시적인 실시예에서, 컵(66)은, 구동 샤프트(74)를 구동하는 모터(72)를 수용한다. 모터(72)는, 구동 샤프트(74)에 간접적으로 또는 직접적으로 연결될 수 있다. 그에 따라, 예를 들어, 적어도 하나의 변속 스테이지가, 그들 사이에 연결될 수 있다. 도시된 예시적인 실시예에서는, 다만, 모터(72)가 구동 샤프트(74)에 직접적으로 연결되기 때문에, 이는, 그러한 경우가 아니다. 도시된 예에서, 구동 샤프트(74)는, 디스크 형상으로 실시되며 그리고 편심 커플링 또는 캠 섹션(76)을 구비한다. 편심 커플링(76)은, 중심축(36) 둘레의 궤도 내에서 연장된다. 모터(72)의 구동 단부, 특히 구동 샤프트(74)가, 컵(66)과 폐쇄 캡(68) 사이에 배치되는, 단부 플레이트(78)를 통해 연장된다. 구동 샤프트(74)는, 단부 플레이트(78) 내에 회전 방식으로 수용될 수 있다.
예를 들어, 슬라이더가, 편심 커플링(76) 상에 수용되는 가운데, 편심 커플링(76) 및 슬라이더(80)는, 편심 커플링 구동기(82)의 일부가 된다. 편심 커플링 구동기(82)는, 구동 유닛(56)과 압축기(58)를 연결 또는 결합한다. 도시된 예에서, 압축기(58)는, 예를 들어 이중 피스톤으로서 (즉, 이중-작용 피스톤으로서) 실시되는 피스톤 조립체(86)를 구비하는, 피스톤 압축기이다. 편심 커플링 구동기(82)는, 피스톤 조립체(86)에 연결된다. 피스톤 조립체(86)는, 구동 요소(90)에 의해 서로 견고하게 연결되는, 2개의 대향하는 피스톤 또는 피스톤 섹션(88)(더욱 구체적으로, 참조 부호들 '88-1 및 88-2'로 지시됨)을 포함한다. 슬라이더(80)는, 구동 요소를 병진 방식으로 구동하기 위해, 구동 요소(90)에 결합된다. 편심 커플링 구동기(82)는, 모터(72)의 회전 운동을 피스톤 섹션들(88)의 왕복 운동으로 변환하도록 실시된다. 피스톤 섹션들(88)은, 실린더 캡들(92)의 형태로 실시되는 실린더들 내에 수용되며 그리고, 실린더 캡들(92)과 함께, 작용 챔버들(94)을 구성한다(도 4의 실린더 캡들(92-1 및 92-2) 및 연관된 작용 챔버들(94-1 및 94-2)을 참조).
도 2 내지 도 5의 예시적인 실시예에서, 피스톤 조립체(86)는, 비-원형 단면을 갖는 평면형 피스톤으로서 실시된다. 이는, 설치 공간에 관한 이점들을 동반할 수 있으며 그리고, 특히 림(34)의 중심축(36)에 관하여, 압축기 유닛(38)을 위해 요구되는 설치 공간의 양을 축 방향으로 제한할 수 있다. 물론, 그러나, 생각할 수 있는 원형 단면을 갖는 실린더들 및 피스톤 조립체들이 또한 존재한다. 그러나, 압축기 유닛(38)이 일반적으로 단지 타이어 압력을 조정하거나 또는 재조절하기 위해 요구되며 그리고 특히 반드시 연속적인 방식으로 작동되는 것은 아니기 때문에, 비-원형 단면들을 갖는 피스톤/실린더 조합들은, 용이하게 충분하며 그리고 동시에 공간을 또한 절약한다.
도 2 내지 도 5에 도시된 피스톤/실린더 조합들은, 전통적인 크랭크 메커니즘(커넥팅 로드 장비)을 구비하지 않는다. 대신에, 회전 구동 운동의 병진 왕복 구동 운동으로의 변환은, 편심 커플링 구동기(82)에 의해 수행된다. 이중 피스톤으로서 실시되는 피스톤 섹션들(88-1 및 88-2)이 구동 요소(90)에 의해 서로에 대해 견고하게 연결되며 그리고 이중 피스톤이 그에 따라 자체의 폭의 수배의 길이를 갖기 때문에, 이것은, 피스톤/실린더 조합의 충분한 안내 길이 및 안내 정확성을 보장한다. 편심 커플링 구동기(82)는, 편심 커플링(76)의 편심 회전의 단지 왕복 성분만이, 슬라이더(80)를 통해 피스톤 조립체(86)의에 전달되도록 하는 방식으로, 실시된다. 편심 커플링(76)의 회전 운동의 (왕복 방향에 수직인) 횡방향 성분이, 말하자면, "증발한다". 이러한 방식으로, 왕복 운동이, 복잡한 베어링들 없이 간단한 방식으로, 생성될 수 있다.
피스톤들(88) 및 실린더들(92)이, 가압 매체(특히, 공기)를 작용 챔버들(94) 내로 선택적으로 흡입하기 위해 그리고 이를 압축된 상태에서 배출하기 위해, 협력한다. 도시된 예에서, 압축 절차는, 작용 챔버들(94)에 연결되는, 체크 밸브들(95, 96)에 의해 제어되고; 팽창 운동 또는 흡입 행정 도중에, 이러한 체크 밸브들은, 가압 매체의 흡입을 허용하며, 그리고 압축 운동 또는 압축 행정 도중에, 이들은, 압축 및 규정된 배출을 허용한다. 도 2 내지 도 5에 도시된 이중 피스톤 실시예의 하나의 이점이, 피스톤 섹션들(88-1 및 88-2)이, 작용 챔버들(94-1 및 94-2) 중의 하나가 항상 압축되거나 또는 팽창됨에 따라, 전체적으로, 더 큰 총 체적 배기량과 함께 더 부드러운 가압 매체 배출이, 보장되도록 하는 방식으로, 서로 연결된다는 점에 있다. 예를 들어, 배출구-측 체크 밸브들(96-1 및 96-2)은, 커넥터(98)에 의해 서로 연결되며, 그리고 타이어(54)로 이어지는 가압 매체 통로(도 3에서, 참조 부호 '162')에 연결된다. 도 2 및 도 5는 또한, 가압 매체 통로를 편향시키기 위한 선택적 압력 요소(100)를 나타낸다.
도 4 및 도 5를 참조하여 그리고 도 2를 또한 참조하여, 압축기 유닛(38)의 실시예가, 지금부저 더욱 상세하게 설명될 것이다.
도 4에서 참조 부호 '102'로 지시되는 양방향 화살표가, 작용 챔버들(94-1 및 94-2)이 그에 의해 교대로 압축되고 팽창되는 것인, 피스톤 조립체(86)의 왕복 방향을 나타낸다. 도 4 및 도 5는 또한, 구동 요소(90)의 샘플 실시예를 도시한다. 슬라이더(80)는, 왕복 방향(102)에 수직으로 연장되는 횡단 방향으로 이동할 수 있도록, 슬라이딩 안내부(104) 내부에 수용되며 그리고 지지된다. 이러한 방식으로, 편심 커플링(76)의 회전 운동의 횡방향 성분이, 흡수되고 제거되어, 단지 왕복 성분이 왕복 방향(102)으로 왕복 운동을 생성하도록 한다. 전체적으로, 도 4 및 도 5에 도시된 편심 커플링 구동기(82)의 실시예는, 단순한 설계 및 단지 비교적 적은 수의 지탱 지점들의 이점들을 갖는다. 이상에 설명된 바와 같이, 압축기 유닛(38)은, 연속적인 작동을 위해 설계될 필요가 없다. 이러한 이유로, 압축기 유닛(38)의 예상되는 서비스 수명(능동적 서비스 수명)에 걸친 기능적 신뢰성을 위태롭게 하지 않고, 구조적 단순화를 구현할 수 있다.
피스톤 조립체(86)는, 평면형 피스톤으로서 실시되며 그리고 비-원형 단면을 구비한다. 예를 들어, 피스톤 섹션들(88-1 및 88-2)은, 플라스틱 재료로, 특히 실린더 캡들(92)의 재료와의 바람직한 마찰 쌍(favorable friction pairing)을 구성하는 플라스틱 재료로, 이루어질 수 있다. 그에 따라, 피스톤 섹션들(88-1 및 88-2)과 실린더 캡들(92-1 및 92-2) 사이의 상대적인 이동에서 마찰 및 마모를 최소화할 수 있다. 예를 들어, 피스톤 섹션들(88-1 및 88-2)은, 별도의 성형된 부품들로서 실시되며 그리고 결속부들(106)에 의해 구동 요소(90)에 연결된다. 구동 요소(90)는, 바람직하게, 금속 재료로 구성된다.
도 4는 또한, 체크 밸브들(95, 96)의 샘플 위치설정을 도시한다. 그에 따라, 예를 들어, 작용 챔버(94-2)는, 대응하는 체크 밸브(95-2)와 함께 제공되는, 흡입 연결부(108-2)와 연관된다. 부가적으로, 작용 챔버(94-2) 내로 급송하는, 배기 연결부(110-2)가, 제공된다. 배기 연결부(110-2)는, 체크 밸브(95-2)의 방향 반대의 방향을 갖는, 체크 밸브(96-2)와 연관된다. 동일한 것이, 작용 챔버(94-1)에 적용된다.
도 4 및 도 5에 더욱 상세하게 도시된 압축기 유닛(38)의 실시예는, 매우 낮은 설치 공간 요구를 동반하는 가운데 구현될 수 있는, 전체적 이점을 갖는다. 부가적으로, 지탱 지점의 개수 및 부품들의 일반적인 개수가 최소화되는 가운데, 그럼에도 불구하고 압축기 유닛(38)의 예상되는 서비스 수명에 걸친 신뢰할 수 있는 작동을 또한 보장할 수 있다. 압축기 유닛(38)은, 전체적으로, 현저한 소형화를 특징으로 하며, 그리고 기존의 림 유형들 내로의 통합에 적합하고, 그에 따라 기본적으로 복잡한 구조적 변경의 필요성을 제거한다.
도 2 내지 도 15에 예로서 도시되는 압축기 유닛(38)에 대한 대안적 설계들이, 도 6 내지 도 15에 기초하여 아래에 설명될 것이다.
도 6은, 도 4 및 도 5에 도시된 이중 피스톤과 유사한, 이중 피스톤의 형태로 실시되는 피스톤 조립체(86)를 통한 종방향 단면도를 도시한다. 피스톤 섹션들(88-1 및 88-2)은 각각, 개별적인 홈(114) 내에 수용되는, 윤활제 저장부(112)를 각각 구비한다. 홈(114)은, 관련 피스톤 섹션(88-1 및 88-2)의 단부 벽(116)에 인접하게 놓인다. 각각의 개별적인 윤활제 저장부(112)는 바람직하게, 피스톤 섹션들(88-1 및 88-2)의 둘레에 걸쳐 연장된다. 각각의 개별적인 윤활제 저장부(112)는, 오일 또는 그리스와 같은 윤활제를 수용할 수 있다.
각각의 개별적인 윤활제 저장부(112)는, 윤활제를 위한 적당한 지지 재료 또는 적당한 지지 모체를 갖도록 제공될 수 있다. 지지 모체는, 금속 유형의 것일 수 있으며, 또는 발포체형 또는 발포된 재료에 의해 또한 실시될 수 있다. 일반적으로, 지지 모체는, 긴 기간의 시간에 걸쳐 가능한 한 규정된 방식으로 윤활제를 방출할 수 있도록, 다공성으로 실시될 수 있다. 각각의 개별적인 윤활제 저장부(112)는, 피스톤 조립체(86)의 안내 거동에 관해 불리한 영향을 갖지 않는다(또는 단지 사소한 영향만 있음). 이는 특히, 피스톤 조립체(86)가 강성 장치인 사실로 인한 것이다.
작용 챔버들(또는 실린더 챔버들)(94-1 및 94-2)과의 결속을 생성하는 체크 밸브들(95, 96)은 또한, 도 6에 기호로 묘사된다. 흡입 밸브들은, 참조 부호 '95'로 지시되며, 그리고 배기 밸브들은, 참조 부호 '96'으로 지시된다. 교호반복 방식으로, 작용 챔버들(94-1 및 94-2) 중의 하나는, 피스톤 조립체(86)가 왕복 방향(102)으로 전후방으로 이동하고 있을 때, 항상 흡입 모드 또는 압축 모드에 놓인다. 도 6에 도시된 예에서, 도 2 내지 도 5의 실시예와 다르게, 흡입 밸브들(95) 및 배기 밸브들(96)은, 실린더 내에 매립되며, 그에 따라 압축기 유닛(38)의 더욱 콤팩트한 설계를 허용하도록 한다.
도 7은, 흡입 밸브들의 위치 및 유형에 관해 도 2 내지 도 5의 실시예 및 도 6의 예와 상이한, 압축기 유닛(38)의 다른 실시예를 도시한다. 이 경우에, 흡입 밸브들(95)은, 구체적으로 특히 피스톤 섹션들(88-1 및 88-2)의 단부 벽들(116) 상에 실시되는 리프 밸브들(leaf valves)의 형태로, 피스톤 조립체(86) 자체 상에 배치된다. 이러한 리프 밸브들은 (도 7에 도시된 화살표들에 의해 지시되는 바와 같이) 관련 피스톤 섹션(88)의 팽창 운동 또는 흡입 행정 도중에 접혀 개방되며, 그리고 그에 따라 가압 매체가 연관된 작용 챔버(94) 내로 유동하는 것을 허용한다. 피스톤 섹션(88)의 반대 방향으로의 후속 압축 운동 또는 압축 행정에서, 리프 밸브들은, 다시 접혀 폐쇄되며 그리고 연관된 작용 챔버(94) 내로의 가압 매체의 추가적 흡입을 방지한다. 체크 밸브들과 비교하여, 리프 밸브들은, 이들이 흡입 행정 도중에 더욱 신속하게 개방되며 그리고 결과적으로 더 많은 공기가 작용 챔버(94) 내로 이동할 수 있다는, 이점을 갖는다. 그에 따라, 압축기 유닛(38)의 체적 배기량을 증가시킬 수 있다.
도 2 내지 도 5 및 도 6에 도시된 예들과 비교하여, 도 7에 도시된 실시예가 갖는 다른 차이점은, 이중 피스톤이 하나의 부품으로 구성됨으로써 피스톤 조립체(86)가 실시된다는 점에 있다. 피스톤 섹션들(88-1 및 88-2)을 서로 개재되는 구동 요소(90)에 의해 연결하는 대신에, 도 7에 도시되는 이중 피스톤(86)은, 예를 들어 금속 재료로 이루어지는, 단일 부품으로 구성된다. 단부 벽들(116)의 영역에서, 밀봉 립부들(118, 120)이, 개별적인 실린더(92)에 대한 밀봉을 보장하기 위해, 서로로부터 이격되도록 배치된다. 이 경우에, 윤활제 저장부(112)는, 이격된 밀봉 립부들(118, 120) 사이에 형성된다. 슬라이더(80)의 사용이 제거될 수 있으며 그리고 편심 커플링(76)은 또한 기본적으로 슬라이더 없이 슬라이딩 안내부(104) 내에서 이동할 수 있다는 것이, 또한 분명하다. 편심 커플링(76)과 슬라이딩 안내부(104) 사이의 마찰을 최소화하기 위해, 편심 커플링(76)은, 구동 샤프트(74) 상에 회전 방식으로 지지된다.
도 8a 및 도 8b는, 설치 공간 요구가 모듈 하우징(64) 자체에 의해 실린더들(92)을 실시함에 의해 감소되는, 압축기 유닛(38)의 다른 예시적 실시예를 도시한다. 도 8a는, 분해도로 예시적인 실시예를 도시하는 가운데, 도 8b는, 조립 상태로 압축기 유닛(38)을 도시한다. 공간 요구를 더욱 감소시키기 위해, 흡입 밸브들(95) 및 배기 밸브들(96)은 (도 6의 예시적인 실시예와 유사하게) 개별적인 실린더들(92) 내에 매립되며; 그러나, 이러한 예에서, 이들은 리프 밸브들로서 실시된다.
도 9는, 흡입 밸브들(95)은, 관련 피스톤 섹션(88)의 흡입 행정 도중에, 개별적인 흡입 밸브(95)가 자체의 이동에 의해 강제 개방되도록 하는 방식으로, 개별적인 피스톤 섹션(88) 내에 실시되는, 다른 실시예의 개략도를 도시한다. 도시된 예에서, 흡입 밸브들(95)은 각각, 피스톤 섹션들(88)과 연관된 실린더들(92) 사이에 실시된다. 흡입 밸브들(95)은, (예를 들어, 압축 스프링에 의해) 개별적인 피스톤 섹션(88)의 단부 벽(116)에 탄력적 방식으로 장착되는, 밀봉 요소(122)를 포함하고, 그러한 밀봉 요소는, 연관된 실린더(92) 내에 배치되는 가압 매체 유입구 개구부에 대해 압박되며 그리고, 밀봉 요소가 흡입 행정 도중에 가압 매체 유입구 개구부로부터 떨어지게 이동하게 될 때까지, 이러한 개구부를 폐쇄한다. 이러한 예에서, 흡입 밸브들(95)의 개방은, 그에 따라, 관련 피스톤 섹션(88)에 의해 가압 매체 유입구 개구부로부터 떨어지게 잠깐 당겨지며 그리고 가압 매체 유입구 개구부를 덮지 않게 되는, 피스톤 자체의 이동에 의해 생성된다. 흡입 밸브들(95)의 개방 및 폐쇄가 피스톤의 이동에 의해 제어되기 때문에, 이러한 장비는 또한, "피스톤-제어 흡입 밸브들"로 지칭될 수 있다. 흡입 밸브(95)의 개방은, 이 경우, 흡입 행정에 의해 연관된 작용 챔버(94) 내에 생성되는 진공과 무관하다. 통상적인 체크 밸브들과 비교하여, 흡입 밸브는, 그에 따라, 더욱 신속하게 개방될 수 있으며, 그리고 그에 따라, 더 높은 전체 운반 능력과 함께 개선된 흡입 용적을 달성할 수 있도록 한다. 도 9는 또한, 가압 매체 유입구들이 흡인된 가압 매체를 여과하기 위한 필터들(124)을 갖도록 제공될 수 있다는 것을 도시한다.
도 10a 및 도 10b는, (이전의 예와 대조적으로) 스프링 요소들을 제거할 수 있기 때문에, 흡입 밸브들(95)의 강제 개방이, 더욱 더 신뢰할 수 있는 방식으로 생성될 수 있는, 피스톤-제어 흡입 밸브들(95)을 갖는 다른 실시예를 도시한다. 이러한 예에서, 흡입 밸브들(95)은, 이중 피스톤(86) 자체 상에 실시된다. 이러한 목적으로, 이중 피스톤(86)은, 배향하는 피스톤 섹션들(88-1 및 88-2) 사이에 배치되며 그리고, 이중 피스톤(86)의 종방향 축과 평행하게 피스톤 섹션들(88-1 및 88-2)로부터 내향으로 연장되는 안내 핀들(128)을 따라 자유롭게 이동할 수 있도록 안내되는, 구동 부싱(126)을 포함한다. 구동 부싱(126)은, 피스톤 섹션들(88-1 및 88-2)에 의해 그리고 피스톤 섹션들(88-1 및 88-2)을 서로 연결하는 이중 피스톤(86)의 측벽들에 의해, 둘러싸인다. 편심 커플링(76)을 수용하기 위한 슬라이딩 안내부(104)는, 이 경우, 구동 부싱(126) 내에 배치된다. 피스톤 섹션들(88-1 및 88-2)은 차례차례, 피스톤 섹션들(88-1 및 88-2)을 실린더들(92)에 대해 밀봉하는, 밀봉 립부들(118)을 갖도록 제공된다.
피스톤 섹션들(88-1 및 88-2)을 향해 지향되는 구동 부싱(126)의 단부 표면들 상에, 피스톤 섹션들(88-1 및 88-2)에 제공되는 대응하는 가압 매체 유입구 개구부들 또는 보어들(132)을 개방 또는 폐쇄할 수 있는, 밀봉 요소들(122)이, 장착된다. 구동 부싱(126)이, 안내 핀들(128)을 따라 자유롭게 이동할 수 있도록 그리고 피스톤 섹션들(88-1 및 88-2)에 대한 자유 이동 방향으로 특정 양의 유격을 갖도록, 안내되기 때문에, 구동 부싱(126)은, 관련 밀봉 요소(122)를 연관된 가압 매체 유입구 개구부 또는 보어(132)로부터 위로 들어올리며 그리고 그에 따라 관련 흡입 밸브(95)를 개방한다. 편심 커플링(76)이 후속 압축 행정을 위해 반대 방향으로 구동 부싱(126)을 이동시키기 시작하자마자, 구동 부싱(126)은, 연관된 가압 매체 유입구 개구부 또는 보어(132)에 대해 뒤로 관련 밀봉 요소(122)를 밀고, 다가올 압축 행정을 위해 관련 흡입 밸브(95)를 폐쇄한다. 구동 부싱(126)이 이어서 다시 한번 반대 방향으로 이동하기 시작하자, 관련 흡입 밸브(95)는, 다가올 흡입 행정을 위해 즉시 개방된다. 이는, 흡입 밸브들(95)의 개방 및 폐쇄가 이중 피스톤(86)의 이동 방향의 변경 시 즉시 발생하여, 가능한 흡입 용적 또는 압축 용적이 사실상 최적의 방식으로 사용되도록 한다는, 결정적인 이점을 보여준다. 그에 따라, 압축기 유닛(38)의 운반 능력을 상당히 개선할 수 있다. 도 10a 및 도 10b에서, 실린더들 내의 가압 매체 흡입 보어들은, 참조 부호 '134'로 지시되며, 그리고 실린더들 내의 가압 매체 보어들은, 참조 부호 '136'으로 지시된다.
개략적인 매우 단순화된 도면으로, 도 11은, 복수의 피스톤 조립체(86)를 구비하는, 압축기(58)의 대안적인 실시예를 도시한다. 압축기(58)는, 이 경우, 대응하는 작용 챔버들(94-1 및 94-2)(94-3 및 94-4)과 연관되는, 축 방향으로 서로 편향된 2 쌍의 피스톤(86-1 및 86-2)을 포함한다. 바람직하게, 피스톤 조립체들(86-1 및 86-2)은, 제1 피스톤 조립체(86-1)의 왕복 방향(102) 및 그에 수직으로 지향되는 피스톤 조립체(86-2)의 왕복 방향(138)을 보면, 서로에 대해 90°만큼 회전된다.
압축기(58)의 구동 유닛은, 모터(72)의 구동 샤프트(74)가 각도 방향으로 서로로부터 편향되는 복수의 편심 커플링 섹션(76)을 구비한다는 사실에 의해, 단순한 방식으로 실시될 수 있다. 이러한 방식으로, 구동 샤프트(74)(도 11에 도시 안 됨)가 회전할 때, 편심 커플링 섹션들(76)의 회전의 제1 방향 성분(102) 및 제2 방향 성분(138)이, 2쌍의 피스톤(86-1 및 86-2)을 구동하기 위해 사용된다. (변화없는 외경과 더불어) 전체적으로 최소로 증가되는 양의 축방향 설치 공간을 요구하는 가운데, 이는, 압축기(58)의 운반 능력 또는 압축 출력의 상당한 증가를 달성할 수 있도록 한다. 그에 따라 높은 체적 유량 및/또는 높은 압력을 생성할 수 있다. 부가적으로, 구동 샤프트(74)의 편심 커플링 섹션들(76)들은, 전체적으로, 매우 부드러운 압력 곡선이 압축기(58)로부터의 공유된 배출유동(shared outflow)에서 생성되도록 실시된다.
도 12a 내지 12e는, 단지 예시의 목적으로 나타나며 그리고 본 발명이 도 2 내지 도 11과 함께 이상에 설명된 이중 피스톤 변형예들로 제한되어서는 안 된다는 것을 보여주도록 의도되는, 왕복동형 피스톤 압축기들의 다른 변형예들을 도시한다. 따라서, 도 12a는, 이중 피스톤 대신에, 각각 별도의 편심 커플링 구동기를 갖는, 2개의 단순한 왕복동형 피스톤이 사용되는, 단순한 변형예를 도시한다. 도 12b는, 개별적인 편심 커플링 구동기 대신에, 선형 운동을 생성하는 구동 유닛들과 더불어 작동하는, 유사한 변형예를 도시한다. 도 12c 내지 도 12e는 또한, 단지 단일 작용 챔버만을 갖는 압축기들 내에 사용되는, 샘플 왕복동형 피스톤들을 도시한다. 도 12e에 도시되는 피스톤은, 커넥팅 로드 장비를 위해 실시된다.
도 13을 참조하여, 압축기 유닛(38)의 압축기(58)의 기본적으로 상이한 실시예가, 지금부터 설명될 것이다. 본 실시예에서, 압축기(58)는, 자체의 회전형 피스톤(140)이, 방켈 원리 또는 방켈 모터 원리에 따라 압축 챔버(142) 내에서 회전 방식으로 이동할 수 있는, 방켈 피스톤으로서 실시되는, 회전형 피스톤 압축기의 형태로 실시된다. 회전형 피스톤(140)은, 회전형 피스톤(140)과 압축 챔버(142)의 (에피트로코이드형으로 성형된) 둘레 벽(144) 사이에 한정되는, 작용 챔버들(94)과 연관된다. 이러한 방식으로, 복수의 작용 챔버(94)는, 단일 회전형 피스톤(140)을 갖도록 형성될 수 있다.
도시된 예에서, 구동 샤프트(74) 및 회전형 피스톤(140)은, 기어 맞물림에 의해 서로 결속된다. 기어 맞물림에 의해, 편심 치우침(순간적 치우침)이, 구동 샤프트(74)와 회전형 피스톤(140) 사이에 생성될 수 있다. 회전형 피스톤(140)은, 편심 경로 상에서 구동 샤프트(74) 둘레에서 회전한다. 흡입 연결부들(108) 및 배기 연결부들(110)이, 회전형 피스톤(140)이, 자체의 회전 운동의 경로에서, 압축 챔버(142)의 둘레 벽(144)을 따라 자체의 밀봉 립부들(146)과 더불어 슬라이딩하고 있을 때, 흡입 연결부(108)를 통해 작용 챔버(94) 내로 이동한 가압 매체가, 회전 운동이 계속됨에 따라 압축되며 그리고 회전 방향으로 흡입 연결부 이후에 위치하게 되는 배기 연결부(110)를 통해 작용 챔버(94) 밖으로 밀려 나가도록, 배치된다.
왕복동형 피스톤 압축기의 이상에 설명된 변형예들 중의 하나와 유사한 방식으로, 배기 연결부들(110)에 뒤따라, 압축 챔버(142) 내로의 가압 매체의 역류를 방지하기 위한, 체크 밸브들 또는 리프 밸브들과 같은 밸브들이 놓일 수 있다. 흡입 연결부들(108)에서, 그러한 밸브들은, (왕복동형 피스톤 압축기들에서와 다르게) 회전형 피스톤 압축기에서, 흡입 연결부들(108) 및 배기 연결부들(110)은 임의의 주어진 시점에 항상 상이한 작용 챔버들(94)과 연관되며 그리고 결과적으로 가압 매체가 배기 연결부(110)를 통해 방출되고 있는 동안에 흡입 연결부(108)가 반드시 폐쇄되어야만 하지 않기 때문에, 필요하지 않다. 흡입 연결부(108)가, 그에 따라, 단순한 개구부의 형태로 실시될 수 있다.
도 13의 예시적인 실시예에서, 흡입 연결부들(108) 및 배기 연결부들(110)은, 압축 챔버(142)의 둘레 벽(144) 내에 배치된다. 도 14는, 흡입 연결부들(108)에 관한 대안적인 실시예 옵션을 도시한다. 이 경우에, 도면의 깊이 방향에서 볼 때, 흡입 연결부들(108)은, 압축 챔버(142)의 위쪽 측벽 또는 아래쪽 측벽 내에, 즉 상부 및 하부에서 둘레 벽(144)을 덮는 압축 챔버(142)의 측벽들 중의 하나 내에, 실시된다. 이러한 예에서, 흡입 연결부들(108)은, 회전형 피스톤(140)에 의해, 자체의 회전 운동의 경로에서, 번갈아 덮이거나 (그리고 그에 따라 폐쇄되거나) 또는 개방된다. 도 14에 도시된 상태에서, 흡입 연결부(108-1)는, 흡입 연결부(108-2)가 회전형 피스톤(140)에 의해 폐쇄되는 가운데, 개방된다. 둘레 벽(144) 내의 흡입 연결부(108)와 비교하여, 본 변형예는, 회전 운동 도중에 둘레 벽(144)을 따라 슬라이딩하는 회전형 피스톤(140)의 밀봉 립부들(146)이, 흡입 연결부들(108)의 개구부들 내로 (최소한으로) 충돌하는 것을 그리고 시간에 걸쳐 마모되거나 또는 손상되는 것을, 방지한다.
회전형 피스톤 압축기의 다른 예시적인 실시예가 도 15에 분해도로 도시된다. 이러한 예시적인 실시예는, 무엇보다, 구동 샤프트(74) 및 회전형 피스톤(140)이 기어 맞물림에 의해 서로 연결되지 않는 대신, (이상에 설명된 왕복동형 피스톤 압축기들과 유사하게) 캠(76)이 회전형 피스톤(140)에 연결되도록 하기 위해 회전형 피스톤(140)의 중심 개구부 내에 수용되는, 편심 커플링 구동기(82)에 의해 연결된다는 점에서, 도 14의 예와 상이하다. 이러한 실시예는, 도 14의 예시적인 실시예의 회전형 피스톤과 유사한, 회전형 피스톤(140)의 회전 운동을 달성할 수 있도록 한다. 이때, 방향적으로 민감하며 생성하기에 비싼 기어 맞물림을 제거하는 것이, 가능하다.
다른 한편, 도 15의 예는, 배기 연결부들(110)이 압축 챔버(142)의 둘레 벽(144) 상에 배치되지 않는다는 점에서, 도 14의 예와 상이하다. 대신에, 가압 매체는, 회전형 피스톤(140)을 통해 압축 챔버(142) 밖으로, 그리고 커버(148) 내에 실시되는 배기 연결부(110)로, 이송된다. 이러한 목적으로, 배기 개구부들(150)이, 둘레 벽(144)을 향해 지향되는 회전형 피스톤(140)의 측면 상에 제공되고, 배기 개구부들로부터, 회전형 피스톤(140) 내부의 가압 매체가, 회전형 피스톤(140)의 중앙 영역(152)으로, 그 곳으로부터 커버 내에 제공되는 배기 연결부(110)를 통해 밖으로 이송되도록 하기 위해, 이송된다. 커버(148)에 의해 형성되는 압축 챔버(142)의 측벽에 대해 회전형 피스톤(140)을 밀봉하는, 회전형 피스톤(140)의 측방 밀봉 립부들(154)은, 회전형 피스톤(140)의 중앙 영역(152) 내에 존재하는 가압 매체가 배기 연결부(110) 내로 유동하는 것을, 보장한다. 가압 매체가, 하나의 배기 개구부(150)로부터, 회전형 피스톤(140) 상에 실시되는 다른 배기 개구부(150)를 통해, 그리고 다시 압축 챔버(142)의 다른 작용 챔버(94) 내로 유동하지 않는 것을 보장하기 위해, 리프 밸브들과 같은 대응하는 밸브들이, 회전형 피스톤(140)의 내부 공간 상의 배기 개구부들(150)에 제공될 수 있다. 둘레 벽(144) 내에 실시되는 배기 연결부(110)와 비교하여, 본 변형예는, 회전 운동 도중에 둘레 벽(144)을 따라 슬라이딩하는 회전형 피스톤(140)의 밀봉 립부들(146)이, 배기 연결부들(110)의 개구부들 내로 (최소한으로) 충돌하는 것을 그리고 시간에 걸쳐 마모되거나 또는 손상되는 것을, 방지한다.
회전형 피스톤(140)을 갖도록 제공되는 압축기(58)가, (주로 설치 공간의 깊이에 관해) 콤팩트하게 설계될 수 있으며 그리고, 적은 개수의 부품으로 생성될 수 있다. 도시된 예시적인 실시예에서, 압축기(58)의 질량은, 본질적으로 중앙에 집중되며, 따라서 장치가 유리한 질량 관성 모멘트를 갖도록 한다. 전체적으로, 이는, 압축기(58)를 구비하게 되는 압축기 유닛(38)의 부드러운 운전을 초래할 수 있다. 특히 회전하는 차량 휠(16)에서, 압축기(58)의 작동은, 휠의 전체 회전에 의해 영향을 받지 않는다(또는 상당히 영향을 받지 않음).
도 13 내지 도 15의 예시적인 실시예들은, 서로로부터 축 방향으로 편향되며 그리고 부가적인 작용 챔버들(94)을 한정하는, 부가적인 회전형 피스톤들(140)을 갖도록 보완될 수 있다는 것이, 이해된다. 방켈 원리에 따라 기능하는 압축기(58) 대신에, 기본적으로 회전형 피스톤들을 갖는 압축기들의 다른 실시예들이, 예를 들어 베인 펌프들, 기어 펌프들, 또는 이와 유사한 것이, 생성될 수 있다는 것이, 또한 이해된다.
이하에서, 차량 휠 림(34) 상에 장착되는 가압 매체 공급 장치(22)의 부가적인 특성들을 설명하기 위해, 도 3을 다시 한번 참조한다. 정의의 목적으로, 차량 휠(16)의 외측은, 참조 부호 '154'로 지시되며, 그리고 차량 휠(16)의 내측은, 참조 부호 '156'으로 지시된다. 내측(156)에서, 휠(16)은, 휠 캐리어(60) 상에 장착된다. 외측(154)은, 휠(16)이 장착된 상태에 놓일 때, 외향으로 바라보는 측부이다.
도 3은, 압축기 유닛(38)을 설치되고 연결된 상태에서 개략적으로 묘사한다. 이상에 설명된 바와 같이, 차량 휠 림(34)은, 휠 캐리어(60) 상에 지지되는, 휠 허브(62)(단지 도 3에만 나타남)에 장착된다. 휠 허브(62)는, 브레이크(158)에, 특히 브레이크(158)의 브레이크 디스크에, 견고하게 연결된다. 전체적으로, 그에 따라, 휠(16), 압축기 유닛(38), 및 브레이크 디스크가, 휠 캐리어(60) 상에 회전 방식으로 장착된다.
가압 매체 공급 장치(22)는, 신호들을 처리하도록 그리고 압축기 유닛(38)을 기동하여 타이어(54)를 팽창시키도록 실시되는, 제어 모듈(160)을 포함한다. 제어 모듈(160)은 또한, (지배적인) 제어 유닛(24)과 통신하도록 실시될 수 있다(도 1 참조). 대안적으로, 제어 모듈(160)은, 적어도 비상 작동 모드에서, 가압 매체 공급 장치(22)를 독립적으로 제어하도록 실시될 수 있다.
압축기 유닛(38)의 타이어(54)에 대한 연결은, 림(34) 상에 실시되는 또는 림(34) 내에 수용되는, 적어도 하나의 가압 매체 통로(162)에 의해 생성된다. 바람직하게, 가압 매체 통로(162)는, 림(34)의 스포크(48)와 연관된다. 다른 실시예에 따르면, 가압 매체 통로(162)는, 스포크(48) 내로, 바람직하게 중앙 영역(42)과 림 함몰부(50) 또는 림 보강 시트들(52) 중의 하나 사이의 관통 구멍 또는 관통 보어의 형태로, 통합된다.
도 3에 도시된 예에서, 가압 매체 통로(162)는, 함몰부(50)와 림 함몰부(50) 근처의 타이어(54) 사이의 중간 공간으로 연장된다. 가압 매체 통로(162)의 입구에, 타이어(54)가 그에 의해 팽창될 수 있으며 그리고 예를 들어 체크 밸브로서 실시되는 것인, 팽창 밸브(166)가, 제공된다. 바람직하게, 가압 매체 통로(162)는, 숨겨지며 외측으로부터 보이지 않도록 그리고 팽창 밸브(166)가 외부로부터 접촉될 수 없도록, 배치된다. 타이어(54)가 가압 매체 공급 장치(22)에 의해 팽창되기 때문에, 기본적으로 타이어(54)를 위한 노출된 밸브를 구비할 필요가 없다. 한편으로, 이는, 설계에 관한 이점들 및 다른 한편으로, 밸브 근처에서 더러워지게 되는 림(34)의 감소된 경향에 관한 이점들을 갖는다. 비상시를 위해, 예를 들어, 우회 밸브로서 실시될 수 있는, 재충전 밸브(168)가, 제공될 수 있다. 그러한 재충전 밸브들(168-1 및 168-2)의 2개의 생각할 수 있는 실시예가, 도 3에 도시된다. 재충전 밸브(168-1)는, 림(34)의 후방 영역에, 특히 림(34)의 스포크(48) 상에, 배치되며, 그리고 내측(156)을 향해 지향된다. 재충전 밸브(168-1)는, 외측(154)으로부터 보이지 않는다. 타이어(54)는 또한, 예를 들어, 후방-지향 재충전 밸브(168-1)에 접근할 수 있는, 주유소에서, 수리점들에서, 또는 차량(10) 또는 휠(16)의 조립 도중에, 외부적 압력 생성 장치들을 사용하여 재충전 밸브(168-1)에 의해 충전될 수 있다. 재충전 밸브(168-1)는 또한, 외측(154)으로부터의 접근을 가능하게 하기 위해 각진 밸브로서 실시될 수 있다.
대안적인 실시예에 따르면, 특히 림(34)의 중앙 영역(42)에, 압축기 유닛(38)에 공간적으로 가깝게 배치되는, 재충전 밸브(168-2)가, 설치될 수 있다. 재충전 밸브(168-2)의 이러한 배치는, 가압 매체 통로(162)가, 어쨌든 압축기 유닛(38)과 타이어(54) 사이에 제공되며 그리고 재충전 밸브(168-2)가 림(34)의 중앙 영역(42)에서 가압 매체 통로(162)에 연결될 수 있다는 사실의 이점을 갖는다. 재충전 밸브들(168-1 및 168-2)이, 정상적인 작동 도중에 (팽창 및 압력의 조정이 가압 매체 공급 장치(22)에 의해 실행될 때) 비활성으로 놓이도록 하기 위해, 체크 밸브들로서 실시될 수 있다는 것이, 이해된다.
도 3은 또한, 배선(172)을 통해 제어 모듈(160)에 연결되는, 서비스 목적을 위한 또는 비상시를 위한 에너지 공급 연결부(170)를 도시한다. 연결부(170)에 의해, 가압 매체 공급 장치(22)는, 휠 캐리어(60)를 통한 에너지 공급이 불가능한 경우에, 에너지를 공급받을 수 있다. 이는, 예를 들어, 휠(16)이 휠 캐리어(60) 상에 장착되지 않은, 경우일 수 있다. 제어 모듈(160)은, 그러한 상태를 검출하도록 그리고, 연결부(170)가 외부적 에너지 공급원에 연결되는 경우, 타이어(54)의 팽창을 독립적으로 개시하도록, 실시될 수 있다. 연결부(170) 및, 제공되는 경우, 재충전 밸브(168-2)는 바람직하게, 덮인 또는 숨겨진 위치에 놓일 수 있으며, 그리고 예를 들어, 서비스 플랩들(service flaps) 또는 서비스 캡들에 의해 드러나게 될 수 있다.
도 3에 도시되는 가압 매체 공급 장치(22)의 다른 가능한 실시예들이, 도 16 및 도 17을 참조하여 지금부터 설명될 것이다. 도 16에 도시된 가압 매체 공급 장치(22)는, 타이어 내부에 위치하게 되는 압력 센서(174)에 의해 검출되는, 신호들을 수신하도록 실시된다. 이러한 목적을 위해, 압력 센서(174)와 제어 모듈(160) 사이에서 경로 설정되는, 센서 배선 또는 신호 배선(176)이, 제공된다. 바람직하게, 센서 배선(176)은, 적어도 일부 섹션에서 가압 매체 통로(162)와 평행하게 연장된다. 센서 배선(176)의 적어도 일부 섹션에 대해, 가압 매체 통로(162) 내로 (구조적으로) 통합되는 것이, 또한 고려될 수 있다. 압력 센서(174)에 의해 전송되는 신호들에 기초하여, 예를 들어 바람 빠진 타이어가 발생했는지를 결정하는 것이 가능하다. 그러한 상태는, 예를 들어, 단위 시간당 특정 압력 강하에 의해, 특징지어진다. 압력 센서(174) 및 제어 모듈(160)이 또한, (센서 배선(176)에 대한 대안으로서) 서로 무선으로 통신할 수 있다는 것이, 이해된다. 압력 센서(174)는 이때, (예를 들어, 에너지 수확(energy harvesting)을 사용함에 의한) 별도의 독립적인 에너지 공급을 동반하도록 제공될 수 있으며, 그리고 타이어(54) 내의 현재 압력 상태에 대한 신호들을 무선으로 전송하도록 실시될 수 있다.
도 16 및 도 17에 도시된 가압 매체 공급 장치(22)의 실시예는 또한, 타이어 밀봉제(180)를 수용하는, 밀봉제 저장부(178)를 구비한다. 바람직하게, 밀봉제 저장부(178)는, 적어도 일부 섹션에서 환형 방식으로 연장되며 그리고 환형 또는 환형-세그먼트 방식으로 압축기 유닛(38)의 모듈 하우징(64) 및/또는 컵(66)을 둘러쌀 수 있는, 밀봉제 저장부의 형태로 실시된다. 또한, 타이어 밀봉제(180)가 소진될 때 교체될 수 있도록, 교환 가능한 부품과 같은 모듈형 방식으로 밀봉제 저장부(178)를 실시하는 것이, 유리할 수 있다. 따라서, 다음에 바람 빠진 타이어를 위해 가압 매체 공급 장치(22)를 보충할 수 있다. 제어 모듈(160)은 또한, 밀봉제 저장부(178)와 선택적으로 연결하는 것을 위해, 예를 들어 압력 센서(174)에 의해 검출되는 압력의 급작스런 손실의 경우에 명확한 방식으로 예를 들어 타이어(54)의 내부 공간 내로 타이어 밀봉제(180)를 이송하도록, 실시될 수 있다.
압력 센서(174)는 대안적으로, 조합된 압력/온도 센서로서 또한 실시될 수 있다. 그에 따라, 압력 센서(174)를 위해, 또한 온도 변동을 검출하는 것이, 그리고 온도 변동을 고려하는 가운데 검출된 압력 값들을 보정할 수 있도록 하는 것이, 가능하다.
밀봉 프로세스를 제어하기 위해, 가압 매체 공급 장치(22)는, 개방 위치(184)와 우회 위치(186) 사이에서 전환될 수 있는, 복수-포트 밸브의 형태의 온/오프 밸브(182)를 구비한다. 개방 위치(184)에서(도 17에 도시된 상태 참조), 압축기 유닛(38)은, 가압 매체 통로(162)를 통해 직접적으로 타이어(54)에 연결된다. 이렇게 전환된 위치에서, 타이어(54)는 가압 매체로 충전될 수 있다. 우회 위치(186)에서(도 16에 도시된 상태 참조), 압축기 유닛(38)은, 밀봉제 저장부(178)를 경유하여, 가압 매체 통로(162) 및 타이어(54)의 내부 공간과 연결된다. 밸브(182)의 이렇게 전환된 위치에서, 타이어 밀봉제(180)는, 확실히 압력 하에 놓일 수 있으며 그리고 누출부들을 밀봉하기 위해 타이어(54) 내로 가압 매체 통로(162)를 경유하여 이송될 수 있다. 제어 모듈(160)은, 온/오프 밸브(182)의 기동을 수행할 수 있다.
가압 매체 통로(162)에 부가하여, 별도의 공급 경로가 타이어 밀봉제(180)를 위해 제공되는, 생각할 수 있는 실시예들이 존재한다. 또한, 밀봉제 저장부(178)가 차량 휠 림(34) 상의 상이한 위치에 제공되는, 생각할 수 있는 실시예들이 존재한다. 그에 따라, 밀봉제 저장부(178)가, 예를 들어 차량 휠 림(34)의 스포크(48) 내에 캐비티의 형태로 실시되는 것이, 또는 차량 휠 림(34)의 중심 보어(44)의 근처의 압축기 유닛(38) 근처에 여전히 이용 가능할 수 있는 설치 공간 내에 수용되는 것이, 가능하다.
이하에서, 여러 예시적인 실시예들이, 차량 휠-장착 에너지 공급을 제공하기 위한, 예를 들어 가압 매체 공급 장치(22)에 에너지를 공급하기 위한, 장치를 어떻게 실시할 것인지를 설명하기 위해 사용될 것이다. 그렇게 하기 위해, 도 3이 먼저 다시 한번 참조될 것이다.
전기 모터-구동 압축기 유닛(38), 제어 모듈(160), 또는 압력 센서(174)와 같은 전기적 구성요소들에, 필요한 작동 에너지를 공급하기 위해, 휠 캐리어(60) 상에 회전 방식으로 지지되는 차량 휠(16)에 전기 에너지를 전달할 수 있다. 이러한 목적으로, 에너지 수집 요소 내로 전기 에너지를 급송하기 위해 차량 장착 부품과 협력하는, 에너지 수집 요소가, 차량 휠(16) 상에 배치될 수 있다. 급송은, 이 경우, 유도형 또는 용량형 방식으로, 발전기에 의해, 또는 기계적 접촉을 통해, 일어날 수 있다.
유도형 또는 용량형 에너지 전달과 더불어 그리고 기계적 접촉을 통한 에너지 전달과 더불어, 휠-장착 구성요소는, 차량이 주행 중인 동안 및 또한 차량이 정지 상태에 있는 동안 양자 모두에, 차량 장착 에너지 공급원으로부터 에너지를 공급받을 수 있다. 도 3은, 요구되는 에너지 전달이 그들 사이에서 일어날 수 있는 것인, 차량 휠(16) 상에 장착되는 에너지 수집 요소들(188) 및 휠 캐리어(60) 상에 장착되는 대응하는 에너지 전달 요소들(190)을 매우 개략적으로 도시한다. 에너지 전달 요소들(190)은, 도 1에 도시된 배선들(30-1 내지 30-4)에 본질적으로 대응할 수 있는 배선들(192)에 의해 연결된다. 차량 장착 에너지 공급원은, 도 1에 도시된 에너지 저장 장치(28)일 수 있다.
에너지가 발전기에 의해 공급될 때, 에너지 수집 요소를 경유하여 공급될 에너지가 휠(16)과 휠 캐리어(60) 사이의 상대적 운동 도중에만 생성될 수 있기 때문에, 에너지는 단지, 차량이 주행되고 있는 동안에, 차량이 정지 상태에 있지 않을 때에만, 공급될 수 있다. 에너지가 발전기에 의해 공급될 때, 배선들(192)은, 차량 장착 에너지 공급원으로부터 에너지를 전달하기 위해 필요하지 않기 때문에, 생략될 수 있다.
차량 휠-장착 에너지 공급 장치의 가능한 실시예들에 대한 상세 개략도들이, 도 18 및 도 19에 도시된다. 도 18은, 발전기에 의한 에너지 공급의 일 예를 도시한다. 이러한 예에서, 에너지 수집 요소(188)는, 휠 캐리어(60) 상에 장착되는 스테이터(194)와 협력하며, 그리고 그와 함께, 차량 휠(16)이 휠 캐리어(60) 둘레에서 회전할 때 전기 에너지를 생성하는 발전기 장치(196)를 구성하는, 로터를 포함한다. 이러한 에너지는, 에너지 수집 요소(188) 내로 공급되며 그리고 에너지를 공급받아야 할 휠-장착 구성요소에 공급 배선(198)을 통해 이송된다. 도시된 예에서, 휠 허브(62)는, 휠 캐리어(60) 내로 특정 거리만큼 연장되어, 휠 허브(62)가, (휠 캐리어(60)의 종방향 축에 대해) 짧은 축방향 섹션에 걸쳐 휠 캐리어(60)에 의해 둘러싸이도록, 휠 캐리어(60) 상에 장착된다. 로터를 포함하는 에너지 수집 요소(188) 및 스테이터(194)는, 스테이터(194)가 환형 방식으로 로터를 둘러싸도록, 축방향 섹션에 배치된다. 휠(16)과 휠 캐리어(60) 사이에 상대적 회전이 일어날 때, 스테이터(194)와 로터 사이의 상대적 회전이 일어나며, 이는, 공급받아야 할 휠-장착 구성요소로 공급 배선(198)을 통해 공급될 수 있는, 전압을 로터 내에 유도한다.
도 19는 도 18의 것과 유사한 설계를 도시한다. 도 18의 실시예와 대조적으로, 도 19에 따른 에너지 전달은, 유도형 또는 용량형 방식으로 또는 기계적 접촉을 통해 일어난다. 유도형 에너지 전달의 경우, 에너지 수집 요소(188)는, 유도형 커플링에 적합한 수취 요소를 포함하며, 그리고 대응하는 에너지 전달 요소(190)는, 예를 들어 차량 장착 에너지 저장 장치(28)에 의해 배선들(192)을 통해 전력을 공급받는, 유도형 커플링에 적합한 전달 요소를 구비한다. 수취 요소 및 전달 요소는, 휠 캐리어(60) 및 휠 허브(62)의 대향하는 둘레 표면들 상에 배치되고; 수취 요소는, 휠 허브(62)의 외측 둘레 표면 상에 둘레 방향으로 실시되며, 그리고 전달 요소는, 휠 캐리어(60)의 내측 둘레 표면 상에 둘레 방향으로 실시된다. 수취 요소는, 수신기 코일을 포함할 수 있으며, 그리고 전달 요소는 전송기 코일을 포함할 수 있다. 전송기 코일에서의 교류 전류에 의해, 교류 전압이 수신기 코일 내에 유도될 수 있으며, 따라서, 이어서 공급받아야 할 휠-장착 구성요소로 공급 배선(198)을 통해 공급될 수 있는, 전기 에너지가, 무선으로 전달 요소로부터 수취 요소로 전달된다. 유도형 커플링에 대한 대안으로, 무선 에너지 전달이 또한, 수취 요소 및 전달 요소가 용량형 커플링을 생성하기에 적당한 경우, 수취 요소와 전달 요소 사이에 용량형 커플링의 형태로 구현될 수 있다.
기계적 접촉을 통한 에너지 전달의 경우에, 에너지 수집 요소(188)는, 슬라이딩 접점을 포함하며, 그리고 대응하는 에너지 전달 요소(190)는, 슬라이딩 접점에 의해 슬라이딩 방식으로 접촉하게 되는, 고정형 접점을 포함한다(또는, 그 반대). 슬라이딩 접촉은, 휠 캐리어(60) 및 휠 허브(62)의 대향하는 둘레 표면들에서 발생할 수 있고; 슬라이딩 접점은, 휠 허브(62)의 외측 둘레 표면에 배치되며, 그리고 고정형 접점은, 휠 캐리어(60)의 내측 둘레 표면 상의 대응 둘레 접촉 표면으로 실시된다(또는 그 반대). 슬라이딩 접점에 의해, 차량 장착 에너지 공급원(28)은, 공급받아야 할 휠-장착 구성요소로 공급 배선(198)을 통해 공급될 수 있는 전기 에너지를, 수취 요소(188)로 전달할 수 있다. 예를 들어, 슬립 링들 또는 탄소 브러시들이, 슬라이딩 접점을 생성하기 위해 사용될 수 있다.
공급 배선(198)에 의해, 공급 전기 에너지가, 공급받아야 할 휠-장착 구성요소에 직접적으로 이송될 수 있다. 이러한 구성요소는, 전기 모터-구동 압축기 유닛(38), 제어 모듈(160), 및/또는 압력 센서(174)와 같은, 에너지-소모 구성요소일 수 있다. 대안적으로, 공급받아야 할 구성요소는 또한, 에너지-소모 구성요소와 에너지 수집 요소(188) 사이에 연결되는, 에너지-저장 구성요소일 수 있다. 그러한 에너지-저장 구성요소가, 예를 들어 차량 휠 림(34)의 중심 보어(44)의 근처에서 압축기 유닛(38)에 인접하게 배치되는, 에너지 저장 장치(200)로서 도 16 및 도 17에 개략적으로 나타난다. 에너지 저장 장치(200)는, 장기 에너지 저장 장치의 형태로 또는 단기 에너지 저장 장치로서 실시될 수 있으며, 그리고 예를 들어, 축전지 또는 축전기를 포함하게 될 수 있다.
도 20은, 유도형 또는 용량형 에너지 전달이 전달 요소 및 수취 요소의 대안적인 배열에 의해 수행되는, 다른 예시적인 실시예를 도시한다. 이러한 예에서, 대응하는 에너지 전달 요소(190)의 전달 요소가, 차량 휠 림(34)의 림 함몰부(50) 아래의 공간 내에서, 예를 들어 브레이크 캘리퍼에 체결되는 블록(202)으로서 실시되며(브레이크 캘리퍼에 대한 구체적인 체결은, 도 20에 도시되지 않음), 그리고 에너지 수집 요소(188)의 수취 요소가, 차량 휠 림(34)의 내측(156)에 배치되고, 차량 휠 림(34)의 중심축(36)에 대해 반경 방향으로 연장되며, 그리고 그의 반경 방향 치수가 블록(202)에 도달하는, 디스크(204)로서 실시된다. 유도형 에너지 전달의 경우에, 코일들이, 블록(202) 및 디스크(204) 내에 배치되며, 그들에 의해 유도형 에너지 전달이 생성될 수 있다.
또한 본 개시의 범위 내에 속하는 다른 유리한 실시예들이, 번호 부여된 예들의 형태로 아래에 주어진다:
예 1: 특히 차량 휠을 위한 압축 공기를 공급하기 위한, 탈중앙화된 통합된 가압 매체 공급 장치로서,
- 가압 유체에 의해 팽창될 수 있는 타이어를 포함하는, 회전 가능하게 지지되는 차량 휠을 구비하고,
- 차량 휠 상에 장착되며 그리고 차량 휠과 함께 차량의 휠 캐리어 상에 회전 방식으로 장착되는, 압축기 유닛을, 특히 전기 모터-구동 압축기 유닛을 구비하며,
압축기 유닛은, 압축기를 포함하며 그리고, 조립된 상태에서, 차량 휠의 림과 휠 허브 사이의, 차량 휠의 중앙 영역에 배치되며, 그리고
압축기는, 능동적 작동 상태에서, 가압 유체에, 특히 공기에, 압력을 가하며 그리고 이를 타이어에 공급하기 위해, 차량의 휠 캐리어를 통해 에너지를 공급받을 수 있는 것인, 탈중앙화된 통합된 가압 매체 공급 장치.
각 차량 휠을 위해, 차량 휠 내로 구조적으로 통합되는, 가압 매체 공급 장치가, 제공될 수 있다. 가압 매체 공급 장치는, 적어도 부분적으로 차량 휠의 휠 몸체 측에 구조적으로 배치될 수 있다.
탈중앙화된 통합된 가압 매체 공급 장치는 특히, 가압 매체 통로를 단축하는 것을, 즉 가압 매체 배관들을 단축하는 것을 가능하게 한다. 차량의 중앙 구성요소들과의 통신 또는 교환이 요구되는 경우, 이는, 예를 들어, 전기적 배선들을 통해 일어날 수 있다. 주로 정보가 교환되는 경우, 그를 위해 가압 매체 공급 장치와 차량의 중앙 구성요소들 사이의 무선 통신이 존재하는 것이 고려될 수 있다. 그에 따라, (물리적) 배선들을 제거할 수 있다.
차량의 중앙 구성요소들과의 통상이 전기적 배선들을 통해 일어나는 경우에도, 압축 공기를 모니터링 및/또는 조절하기 위한 시스템의 견고성을 상당히 개선할 수 있다. 특히, 가압 매체 통로 내에서 발달하는 누출에 대한 경향을 감소시킬 수 있다. 압축 공기를 생성하기 위한 중앙화된 시스템들에서, 차량의 섀시의 영역에서 망-모양 또는 별-모양 방식으로 압축 공기 배관들을 제공할 필요가 있다. 그러나, 이러한 영역은, 특히 노출되며 그리고 해로운 환경적 조건에 잠재적으로 종속된다. 그에 따라, 필요한 배관들(압축 공기 배관들)의 대부분을 제거할 수 있도록 하는 것이 유리하다.
탈중앙화된 압축기 유닛은 특히, 압축기를 포함할 수 있다. 부가적으로, 탈중앙화된 압축기 유닛은, 압축기를 구동하기 위한 모터를 포함하거나, 또는 모터에 연결될 수 있다. 기본적으로, 압축기 유닛은 또한, 예를 들어 제한된 작동 시간 동안 (전기적) 에너지를 공급하는, 완충 유닛(buffer unit)과 연관될 수 있다. 용어 "차량"은, 육상 차량들을, 그러나 착륙 장치를 갖도록 제공되는 한 항공기를 또한 포함한다. 가압 유체는, 가압 매체 통로를 통해 타이어에 공급된다.
예 2: 예 1에 있어서, 압축기 유닛은, 구동 유닛 및 적어도 하나의 작용 챔버를 구비하는 압축기 섹션을 포함하고; 구동 유닛 및 압축기 섹션은 서로로부터 축방향으로 편향되며; 압축기 섹션은 외측을 향해 지향되며 그리고 구동 유닛은 내측을 향해 지향되고; 그리고 장착된 상태, 압축기 유닛은, 적어도 일부 섹션에서, 림 내에 실시되는 원통형 리세스 내에 자체의 축 방향 치수를 따라 수용되는 것인, 가압 매체 공급 장치.
압축기 유닛의 적어도 일부가, 림 내의 중심 구멍을 통해 연장될 수 있다.
예 3: 예 1 또는 예 2에 있어서, 압축기 유닛은, 모듈형으로 실시되고, 모듈 홀더를 포함하며, 외측으로부터 림 내로 삽입될 수 있고; 압축기 유닛의 적어도 일부가 중앙 영역을 통해 연장되는 것인, 가압 매체 공급 장치.
예 4: 예 3에 있어서, 모듈 홀더는, 조립된 상태에서 외측을 향해 지향되며 그리고 림의 볼트 원(bolt circle)에 구조적으로 맞춰지는, 폐쇄 캡을 구비하는 것인, 가압 매체 공급 장치.
예 5: 예 3 또는 예 4에 있어서, 모듈 홀더는, 모듈 하우징으로서 실시되며 그리고 림의 중심 개구부 근처에서 동일 평면 상에 놓이는 방식으로 수용될 수 있는, 특히 림 내로 삽입될 수 있는 것인, 가압 매체 공급 장치.
이는 바람직하게, 림의 외측으로부터 접근 가능한 리세스 또는 만입부에 관련된다.
예 6: 예 1 내지 예 5 중의 어느 한 예에 있어서, 압축기 유닛은, 차량 휠의 중심축에 평행하게 지향되는, 압축기 샤프트를 구비하고, 압축기 샤프트는 바람직하게, 중심축과 일치하는 것인, 가압 매체 공급 장치.
압축기 샤프트는 압축기를 구동한다.
예 7: 예 6에 있어서, 압축기 유닛의 구동 유닛이, 차량 휠의 중심축에 평행하게 지향되며 그리고 바람직하게 중심축과 일치하는 종방향 축을 구비하며, 그리고 구동 유닛은, 압축기 샤프트에 직접적으로 또는 간접적으로 연결되는 것인, 가압 매체 공급 장치.
압축기 샤프트가 중심축으로부터 이격되어 중심축과 평행하게 배치되는, 대안적인 실시예들이, 고려될 수 있다. 적어도 하나의 변속 스테이지가 구동 유닛과 압축기 사이에 배치될 수 있다는 것이, 이해된다.
예 8: 예 1 내지 예 7 중의 어느 한 예에 있어서, 압축기 유닛은, 바람직하게 차량 휠의 중심축 둘레에 그룹화되어 배치되는, 복수의 작용 챔버를 포함하며, 그리고 작용 챔버들은, 배기 챔버들(displacer chambers) 또는 배기 실린더들(displacer cylinders)로서 실시되는 것인, 가압 매체 공급 장치.
바람직하게, 작용 챔버들은, 대략 별 형상으로, 또는 서로로부터 반대로, 중심축 둘레에서 서로로부터 편향되어 배치된다.
예 9: 예 1 내지 예 8 중의 어느 한 예에 있어서, 압축기 유닛은, 피스톤 압축기 유닛으로서 실시되며 그리고, 바람직하게 편심 커플링 구동기에 의해 구동될 수 있는, 적어도 하나의 피스톤, 특히 왕복동형 피스톤 또는 회전형 피스톤을 포함하는 것인, 가압 매체 공급 장치.
바람직하게, 피스톤은, 중심축에 수직으로 지향된다. 적어도 하나의 피스톤은, 원통형 피스톤으로서 실시될 수 있다. 그러나, 피스톤은 또한, 타원형 피스톤 또는 평면형 피스톤의 형태로 실시될 수 있으며 그리고 비-원형 단면을 가질 수 있다. 작용 챔버는, 피스톤의 실시예에 상응하게 맞춰진다.
예 10: 예 8 또는 예 9에 있어서, 압축기 유닛은, 차량 휠의 중심축 둘레에 배치되는, 작용 실린더들로서 실시되는 적어도 2개의 작용 챔버를 구비하며, 그리고 작용 실린더들의 종“‡향은, 중심축에 수직으로 지향되는 것인, 가압 매체 공급 장치.
작용 챔버들은, 예를 들어, 중심축 둘레에, 권투선수들과 같은 또는 별 형상 방식으로 배열된다.
예 11: 예 10에 있어서, 압축기 유닛은, 적어도 하나의 이중 피스톤을, 바람직하게 강성 이중 피스톤을 구비하고; 이중 피스톤은, 구동 요소를 통해 서로 연결되는, 서로로부터 멀어지게 지향하는 2개의 피스톤 섹션을 구비하는 것인, 가압 매체 공급 장치.
그에 따라, 비싼 크랭크 메커니즘을 제거할 수 있다. 편심 커플링 구동기는, 간단하게 실시될 수 있다.
예 12: 예 11에 있어서, 구동 요소는, 작동 도중에 편심 방식으로 회전하는 슬라이더가 그 내부에서 안내되는 것인, 슬라이딩 안내부를 구비하고; 구동 요소는, 작용 실린더들에서 가압 유체를 압축하기 위해 슬라이더에 의해 병진이동 방식으로 구동될 수 있는 것인, 가압 매체 공급 장치.
피스톤들을 지지하는 구동 요소는, 적어도 일부 실시예에서, 종방향으로 진동하는 방식으로 구동된다.
예 13: 예 9 내지 예 12 중의 어느 한 예에 있어서, 압축기 유닛은, 복수의 캠 섹션을 구비하는 공유의 압축기 샤프트에 의해 구동될 수 있는, 서로로부터 편향된 복수의 피스톤을 구비하는 것인, 가압 매체 공급 장치.
바람직하게, 축방향으로 서로로부터 편향되는, 여러 열의 피스톤들이, 제공된다.
예 14: 예 9 내지 예 13 중의 어느 한 예에 있어서, 적어도 하나의 피스톤은, 윤활제로 채워지거나 또는 채워질 수 있는 피스톤 상의 홈을 구비하는, 통합된 윤활제 저장부를 구비하는 것인, 가압 매체 공급 장치.
예 15: 예 14에 있어서, 윤활제 저장부는, 오일-함유 또는 그리스-함유 윤활제로 채워질 수 있는, 피스톤 상의 둘레 홈을 포함하고; 윤활제는, 피스톤 및 작용 챔버의 슬라이딩 표면들을 윤활하기 위해, 피스톤의 슬라이딩 운동 도중에 방출되며; 그리고 윤활제는 바람직하게, 다공성 또는 흡수성 매트릭스 내에 내장되는 것인, 가압 매체 공급 장치.
예 16: 예 9에 있어서, 피스톤 압축기 유닛은, 차량 휠의 중심축과 평행하게 지향되는 축 둘레에서 회전하는, 방켈 피스톤의 형태의 적어도 하나의 회전형 피스톤을 구비하는 것인, 가압 매체 공급 장치.
회전형 피스톤은, 편심 원형 운동을 실행한다. 회전형 피스톤은, 기어 장치를 통해 간접적으로, 구동 유닛에 의해 구동될 수 있다. 다른 유형의 회전형 피스톤이 대안적으로 또한 고려될 수 있다는 것이, 이해된다. 이러한 실시예의 샘플 변형예에서, 서로 축방향으로 편향되는, 2개 이상의 회전형 피스톤이, 제공된다.
예 17: 예 1 내지 예 16 중의 어느 한 예에 있어서, 타이어 밀봉제를 위한 밀봉제 저장부를 더 포함하고, 가압 매체 공급 장치는, 타이어의 압력 강하의 경우에 타이어 내로, 타이어 밀봉제 및 가압 유체를 도입하도록 실시되는 것인, 가압 매체 공급 장치.
예 18: 예 17에 있어서, 밀봉제 저장부는, 타이어 밀봉제를 수용하는, 환형 챔버 또는 환형 섹션 형상 챔버를 구비하고; 챔버는 바람직하게, 차량 휠의 중심축에 동심으로 지향되며 그리고 압축기 유닛의 적어도 일부를 둘러싸는 것인, 가압 매체 공급 장치.
예 19: 예 17 또는 예 18에 있어서, 압축기 유닛과 타이어 사이의 가압 매체 통로 내에 위치하게 되는, 온/오프 밸브, 바람직하게 복수-포트 밸브를 더 구비하고, 온/오프 밸브는, 필요할 때, 밀봉제 저장부로부터의 타이어 밀봉제의 방출을 촉발하는 것인, 가압 매체 공급 장치.
온/오프 밸브는, 대응하는 액추에이터에, 예를 들어 솔레노이드 액추에이터에, 연결될 수 있다. 온/오프 밸브는, 급작스런 압력 강하가 타이어 내에 검출되는 경우, 활성화될 수 있다.
예 20: 예 17 내지 예 19 중의 어느 한 예에 있어서, 가압 유체를 위한 가압 매체 통로에 부가하여, 밀봉제를 위한 밀봉제 경로가, 제공되고; 가압 매체 통로 및 밀봉제 경로는, 공통의 팽창 밸브를 통해 또는 별도의 밸브들을 통해 타이어 내로 급송하며; 그리고 밀봉제 경로는, 가압 매체 통로에 부가하여 또는 대안적으로 온/오프 밸브에 의해 활성화될 수 있는 것인, 가압 매체 공급 장치.
대안적으로, 밀봉제는, 가압 매체 통로를 통해 타이어 내로 이송될 수 있다.
예 21: 예 20에 있어서, 밀봉제 경로는, 적어도 일부 섹션에서, 타이어 밀봉제를 위한 저장부로서, 실시되는 것인, 가압 매체 공급 장치.
예 22: 예 17 내지 예 20 중의 어느 한 예에 있어서, 밀봉제 저장부는, 교환 가능한 부품으로서 실시되며, 그리고 필요할 때 교체될 수 있으며, 그리고 바람직하게, 다른 타이어 밀봉제-이송 부품들이, 밀봉제의 사용 이후에 본래 상태로 가압 매체 공급 장치를 복원하기 위해, 교체 가능한 것으로서 실시되는 것인, 가압 매체 공급 장치.
이는 또한, 가압 매체 공급 장치가 급작스런 압력 강하에 반응할 때, 타이어 밀봉제와 접촉하는, 다른 구성요소들에 대해서도 진실일 수 있다.
예 23: 예 1 내지 예 22 중의 어느 한 예에 있어서, 압축기 유닛은, 특히 차량이 주행 상태에 놓일 때에도, 휠 캐리어를 통해 에너지를 공급받을 수 있으며, 그리고 바람직하게, 무접촉 에너지 전달(즉, 기계적 접촉 없음)이, 가능하게 되는 것인, 가압 매체 공급 장치.
에너지 전달은, 유도형 방식으로 일어날 수 있다. 에너지 전달은, 직류 전류의 전달 또는 교류 전류의 전달을 포함할 수 있다. 에너지 전달은 또한, 직류 전류/교류 전류 변환 또는 그 반대를 포함할 수 있다. 또한, 슬립 링 접점들, 브러시 접점들 또는 이와 유사한 것을 사용하는 것이 고려될 수 있다. 차량 휠의 상대적 운동을 사용하는 발전기에 의한 에너지 전달이 또한, 고려될 수 있다.
다른 실시예에 따르면, 가압 매체 공급 장치는 또한, 통합된 에너지 저장 장치 또는 전기 에너지를 위한 에너지 완충기를 구비한다.
예 24: 예 1 내지 예 23 중의 어느 한 예에 있어서, 특히 비상 공급을 제공하기 위한, 전기 에너지를 위한 외부적 연결부를 더 포함하고, 외부적 연결부는 바람직하게, 플러그 연결부로서 실시되며 그리고 외측을 향해 지향되는 것인, 가압 매체 공급 장치.
연결부는, 폐쇄 캡에 인접하게 배치될 수 있으며, 또는 폐쇄 캡에 의해 덮일 수 있다.
예 25: 예 1 내지 예 24 중의 어느 한 예에 있어서, 외부적 재충전 밸브를, 특히 비상 작동을 위한 우회 밸브를, 더 포함하고, 재충전 밸브는, 가압 매체 통로에 연결되며 그리고, 외부적 가압 유체 공급원들에 연결될 수 있는 것인, 가압 매체 공급 장치.
재충전 밸브는, 폐쇄 캡에 인접하게 배치될 수 있으며, 또는 폐쇄 캡에 의해 덮일 수 있다.
예 26: 차량 휠 림으로서, 예 1 내지 예 25 중의 어느 한 예에 따른 가압 매체 공급 장치를 구비하며, 그리고 압축기 유닛과 타이어의 장착 영역 사이에서 연장되는 가압 매체 통로를 구비하고, 가압 매체 통로는, 림 내로 통합되며 그리고 바람직하게, 적어도 일부 섹션에서, 림의 일체형 구성요소로서 실시되는 것인, 차량 휠 림.
예 27: 예 26에 있어서, 가압 매체 통로는, 적어도 일부 섹션에서, 특히 주조 도구 내의 슬라이더들에 의해, 일체형 형태로 생성되고; 가압 매체 통로는 바람직하게, 적어도 부분적으로 차량 휠 림 내에서 반경 방향으로 연장되는, 도관으로 구성되는 것인, 차량 휠 림.
예 28: 예 26 또는 예 27에 있어서, 가압 매체 통로는, 적어도 부분적으로, 림 아암을 따라 반경 방향으로 연장되며 그리고 내부 팽창 밸브를 위한 시트가, 림의 쇼울더부 또는 함몰부 근처에서, 가압 매체 통로에 인접하는 것인, 차량 휠 림.
예 29: 예 26 내지 예 28 중의 어느 한 예에 있어서, 타이어 센서를, 특히 압력 센서를 더 포함하고, 압력 센서는, 가압 매체 공급 장치에 압력 신호를 전송하기 위해 가압 매체 공급 장치에 신호 배선을 통해 연결될 수 있으며, 그리고 신호 배선은, 적어도 일부 섹션에서, 가압 매체 통로와 연관되고, 바람직하게, 적어도 일부 섹션에서, 가압 매체 통로 내로 통합되는 것인, 차량 휠 림.
압력 센서는, 조합된 압력/온도 센서와 같은 것일 수 있다.
예 30: 예 26 내지 예 29 중의 어느 한 예에 있어서, 외부적 재충전 밸브를 위한, 특히 비상 작동을 위한 우회 밸브를 위한, 시트를 더 포함하고, 재충전 밸브는, 가압 매체 통로에 연결되며 그리고 외부적 가압 유체 공급원들에 연결될 수 있고; 재충전 밸브는 바람직하게, 특히 플랩 또는 폐쇄 캡 뒤에, 숨겨진 것으로 실시되거나, 또는 림 아암의 내측에서 외측으로부터 멀어지게 지향되도록 실시되는 것인, 차량 휠 림.
차량 휠 림의 다른 실시예에 따르면, 림은, 외부적 재충전 밸브를, 특히 비상 작동을 위한 우회 밸브를, 포함하고, 재충전 밸브는, 가압 매체 통로에 연결되며 그리고, 외부적 가압 유체 공급원들에 연결될 수 있다.
예 31: 차량을 위한, 특히 적어도 2개의 차량 휠을 구비하는 복수-차축 육상 차량을 위한, 통합된 가압 매체 공급 시스템으로서, 예 1 내지 예 25 중 어느 한 예에 따른 가압 매체 공급 장치를 갖도록 제공되는 것인, 통합된 가압 매체 공급 시스템.
예 32: 예 31에 따른 통합된 가압 매체 공급 시스템을 갖는 차량으로서, 가압 매체 공급 시스템의 적어도 하나의 가압 매체 공급 장치를 제어하기 위한 중앙 처리 유닛을 또한 구비하는 것인, 차량.
제어 유닛은, 탈중앙화된 분산된 가압 매체 공급 시스템의 중앙 제어를 허용한다.

Claims (53)

  1. 차량 휠 림(34) 상에 장착되는 타이어(54)에 유체 매체를 공급하기 위한 압축기 유닛(38)으로서,
    타이어(54) 내로 이송될 유체 매체에 압력을 가하기 위한 압축기(58)로서, 왕복동형 피스톤을 포함하고, 상기 왕복동형 피스톤은 실린더(92) 내에서 각각 이동할 수 있도록 수용되는 2개의 대향하는 피스톤 섹션(88-1 및 88-2)을 구비하는, 이중 피스톤으로서 실시되는, 압축기(58);
    상기 압축기(58)를 구동하는 구동 유닛(56); 및
    상기 구동 유닛(56)을 상기 왕복동형 피스톤에 연결하는 편심 커플링을 포함하고, 상기 왕복동형 피스톤은 상기 왕복동형 피스톤의 왕복 방향에 수직으로 연장되는 슬라이딩 안내부를 포함하고, 상기 편심 커플링은 상기 슬라이딩 안내부 내에서 이동 가능한 슬라이더를 포함하며,
    상기 압축기 유닛(38)은, 차량 휠 림(34)이 휠 허브(62) 상에 장착된 상태에 놓일 때, 차량 휠 림(34)의 중심 보어(44) 내에 수용되도록 치수 결정되며, 상기 구동 유닛(56)은 차량 휠 림(34)의 중심 보어(44)의 근처에 배치되는 것을 특징으로 하는 압축기 유닛.
  2. 제 1항에 있어서,
    압축기 유닛(38)은, 모듈형으로 실시되며, 그리고 차량 휠 림(34)의 중심 보어(44) 근처에서의 정밀하게 맞춤된 배치를 위한 모듈 하우징(64)을 포함하는 것을 특징으로 하는 압축기 유닛.
  3. 제 2항에 있어서,
    모듈 하우징(64)은, 차량 휠 림(34)의 중심 보어(44) 내로 삽입되도록 구성되는 것을 특징으로 하는 압축기 유닛.
  4. 제 2항 또는 제 3항에 있어서,
    모듈 하우징(64)의 높이는, 자체의 직경보다 작은 것을 특징으로 하는 압축기 유닛.
  5. 제 1항 내지 제 3항 중 어느 한 항에 있어서,
    압축기 유닛(38)은, 압축기 유닛(38)이 차량 휠 림(34)의 중심 보어(44) 내에 수용된 상태에서, 차량 휠 림(34)의 중심축(36)과 일치하는, 종방향 축을 구비하는 것을 특징으로 하는 압축기 유닛.
  6. 제 1항 내지 제 3항 중 어느 한 항에 있어서,
    구동 유닛(56)은, 압축기 유닛(38)의 일부이며, 그리고 전기 모터(72)를 포함하는 것을 특징으로 하는 압축기 유닛.
  7. 삭제
  8. 제 1항에 있어서,
    상기 왕복동형 피스톤은, 평면형 피스톤으로서 실시되는 것을 특징으로 하는 압축기 유닛.
  9. 제 8항에 있어서,
    평면형 피스톤은, 압축기(58) 내에서 압축기 유닛(38)의 종방향 축에 관하여, 자체의 반경 방향 치수가 자체의 축 방향 치수보다 더 크도록, 배열되는 것을 특징으로 하는 압축기 유닛.
  10. 제 1항 내지 제 3항, 제 8항 및 제 9항 중 어느 한 항에 있어서,
    압축기 유닛(38)이 차량 휠 림(34)의 중심 보어(44) 내에 수용된 상태에서, 상기 왕복동형 피스톤의 이동 방향은, 차량 휠 림(34)의 중심축(36)에 수직으로 연장되는 것을 특징으로 하는 압축기 유닛.
  11. 제 1항 내지 제 3항, 제 8항 및 제 9항 중 어느 한 항에 있어서,
    압축기(58)는, 구동 샤프트(74)에 연결되는 편심 커플링(76)이 상기 왕복동형 피스톤에 결합되는 편심 커플링 구동기(82)에 의해 구동되는 것을 특징으로 하는 압축기 유닛.
  12. 제 11항에 있어서,
    구동 샤프트(74)의 종방향 축이, 차량 휠 림(34)의 중심축(36)과 일치하는 것을 특징으로 하는 압축기 유닛.
  13. 제 1항 내지 제 3항, 제 8항 및 제 9항 중 어느 한 항에 있어서,
    압축기(58)는, 적어도 2개의 작용 챔버(94)를 포함하는 것을 특징으로 하는 압축기 유닛.
  14. 삭제
  15. 삭제
  16. 제 1항 내지 제 3항, 제 8항 및 제 9항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 왕복동형 피스톤은 상기 실린더(92) 내에서 이동 방식으로 수용되는 것을 특징으로 하는 압축기 유닛.
  17. 제 16항에 있어서,
    실린더(92)는, 모듈 하우징(64)에 의해 형성되는 것을 특징으로 하는 압축기 유닛.
  18. 제 16항에 있어서,
    압축기(58)의 흡입 밸브(95) 및/또는 배기 밸브(96)가, 실린더(92) 내에 적어도 부분적으로 매립되는 것을 특징으로 하는 압축기 유닛.
  19. 제 16항에 있어서,
    압축기(58)의 흡입 밸브(95)가, 왕복동형 피스톤 상에 장착되며 그리고 왕복동형 피스톤의 흡입 행정 도중에 왕복동형 피스톤의 이동에 의해 강제 개방되는, 밀봉 요소(122)를 포함하는 것을 특징으로 하는 압축기 유닛.
  20. 제 16항에 있어서,
    상기 왕복동형 피스톤은, 실린더(92) 내에서 왕복동형 피스톤을 윤활하기 위한, 윤활제 저장부(112)를 구비하는 것을 특징으로 하는 압축기 유닛.
  21. 삭제
  22. 제 1항에 있어서,
    상기 이중 피스톤은, 상기 이중 피스톤의 폭의 배수인 길이를 갖는 것을 특징으로 하는 압축기 유닛.
  23. 삭제
  24. 삭제
  25. 삭제
  26. 삭제
  27. 삭제
  28. 차량 휠 림(34)으로서,
    차량 휠 림(34) 상에 장착되는 타이어(54)를 위한 가압 매체 공급 장치(22)
    를 포함하고,
    상기 가압 매체 공급 장치(22)는, 차량 휠 림(34)의 중심 보어(44) 내에 수용되는, 제 1항에 따른 압축기 유닛(38)을 포함하는 것을 특징으로 하는 차량 휠 림.
  29. 제 28항에 있어서,
    가압 매체 공급 장치(22)는, 압축기 유닛(38)으로부터 타이어(54) 내로의 가압 매체 유입구까지 연장되는, 가압 매체 통로(162)를 포함하는 것을 특징으로 하는 차량 휠 림.
  30. 제 29항에 있어서,
    압축기 유닛(38) 상에 배치되는 체크 밸브가, 가압 매체 통로(162) 내로 통합되는 것을 특징으로 하는 차량 휠 림.
  31. 제 29항 또는 제 30항에 있어서,
    가압 매체 통로(162)는, 적어도 일부 섹션에서, 차량 휠 림(34)의 스포크(48) 내부에 도관의 형태로 경로 설정되는 것을 특징으로 하는 차량 휠 림.
  32. 제 28항 내지 제 30항 중 어느 한 항에 있어서,
    가압 매체 공급 장치(22)는, 압축기 유닛(38)의 구동 유닛(56)을 제어하기 위한 제어 모듈(160)을 포함하는 것을 특징으로 하는 차량 휠 림.
  33. 제 28항 내지 제 30항 중 어느 한 항에 있어서,
    센서 장치(174)가, 차량 휠 림(34) 상에 배치되며, 그리고 신호 배선(176)을 통해 가압 매체 공급 장치(22)에 연결되는 것을 특징으로 하는 차량 휠 림.
  34. 제 33항에 있어서,
    신호 배선(176)은, 적어도 일부 섹션에서, 가압 매체 통로(162) 내부에서 경로 설정되는 것을 특징으로 하는 차량 휠 림.
  35. 제 29항 또는 제 30항에 있어서,
    외부적 가압 매체 공급원에 연결될 수 있는 타이어 밸브가, 가압 매체 통로(162)에 연결되는 것을 특징으로 하는 차량 휠 림.
  36. 제 28항 내지 제 30항 중 어느 한 항에 있어서,
    가압 매체 공급 장치(22)는, 차량 휠 림(34)이 차량(10)의 휠 허브(62) 상에 장착된 상태로 놓일 때, 차량 장착 에너지 공급원(28)으로부터 에너지를 공급받을 수 있는 것을 특징으로 하는 차량 휠 림.
  37. 제 28항 내지 제 30항 중 어느 한 항에 있어서,
    가압 매체 공급 장치(22)가 그를 통해 에너지를 공급받을 수 있으며 그리고 외부적 에너지 공급원에 연결될 수 있는 것인, 연결부(170)가, 차량 휠 림(34) 상에 배치되는 것을 특징으로 하는 차량 휠 림.
  38. 제 28항 내지 제 30항 중 어느 한 항에 있어서,
    가압 매체 공급 장치(22)는, 타이어 밀봉제(180)를 저장하기 위한 밀봉제 저장부(178)를 포함하는 것을 특징으로 하는 차량 휠 림.
  39. 제 38항에 있어서,
    밀봉제 저장부(178)는, 차량 휠 림(34)의 중심 보어(44) 내에 배치되는 환형 챔버이며, 그리고 압축기 유닛(38)을 둘러싸고 있는 것을 특징으로 하는 차량 휠 림.
  40. 제 38항에 있어서,
    밀봉제 저장부(178)는, 차량 휠 림(34)의 스포크(48) 내의 캐비티인 것을 특징으로 하는 차량 휠 림.
  41. 제 38항에 있어서,
    온/오프 밸브(182)가, 가압 매체 통로(162) 내로 통합되고, 온/오프 밸브를 통해, 타이어 밀봉제(180)가, 밀봉제 저장부(178)로부터 가압 매체 통로(162) 내로 이송될 수 있는 것을 특징으로 하는 차량 휠 림.
  42. 제 38항에 있어서,
    가압 매체 공급 장치(22)는, 밀봉제 저장부(178)로부터 타이어(54) 내로의 밀봉제 유입구까지 연장되는, 별도의 밀봉제 통로를 포함하는 것을 특징으로 하는 차량 휠 림.
  43. 적어도 하나의 차량 휠(16)을 구비하는 차량(10)으로서,
    제 28항 내지 제 30중의 어느 한 항에 따른 차량 휠 림(34)을 포함하는 것인, 차량.
  44. 제 43항에 있어서,
    적어도 하나의 차량 휠(16)의 차량 휠 림(34)의 가압 매체 공급 장치(22)는, 차량(10) 내에 배치되는 제어 유닛(24)에 의해 제어될 수 있는 것을 특징으로 하는 차량.
  45. 삭제
  46. 삭제
  47. 삭제
  48. 삭제
  49. 삭제
  50. 삭제
  51. 삭제
  52. 삭제
  53. 삭제
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