氣動控制閥的制作方法
【專利摘要】一種氣動控制閥，所述氣動控制閥在其被用于具有內部的、可雙向使用的蠕動泵的充氣輪胎內時按如下方式操作，該方式包括：如果輪胎可充氣腔中的輪胎空氣壓力高于可選擇的設定壓力，則防止空氣進入蠕動泵。該方式還包括：如果輪胎可充氣腔中的輪胎空氣壓力低于或等于該可選擇的設定壓力，則打開輪胎外部的大氣和蠕動泵的進氣口之間的空氣通道。
【專利說明】氣動控制閥
【技術領域】
[0001 ] 本實用新型總的涉及一種氣動控制閥，尤其是用于控制具有集成的蠕動泵的輪胎的胎壓的氣動控制閥。
【背景技術】
[0002]具有集成的蠕動泵的輪胎可包括嵌裝/內裝在輪胎的壁中的彈性管狀結構。當輪胎滾動時，彈性管狀結構在靠近輪胎接觸路面的位置被壓縮并壓緊關閉。隨著輪胎持續(xù)滾動，彈性管狀結構的被壓緊部分沿著管狀結構前進擴展，從而將被壓緊部分的空氣擠出、使其進入位于被壓緊部分前面的管狀結構中。該空氣可被排入輪胎的腔中，給輪胎充氣。一些具有集成的蠕動泵的輪胎僅僅能夠在輪胎朝向一個方向滾動時對其充氣。由于車輛一側的車輪和輪胎基本上沿與車輛另一側的車輪和輪胎相反的方向旋轉，因此具有單向泵的輪胎不能在車輛上左右互換。
實用新型內容
[0003]本實用新型的示例包括一種氣動控制閥，當其在具有內部的、可反轉的蠕動泵的充氣輪胎中使用時該氣動控制閥按如下方式操作/實施一種方法。該方式/方法包括:如果輪胎的可加壓腔中的輪胎空氣壓力大于可選擇的設定/定值(set point)壓力，則防止空氣進入蠕動泵。該方式/方法還包括:如果輪胎的可加壓腔中的輪胎的空氣壓力小于或等于該可選擇的設定壓力，則打開輪胎外部大氣/空氣和蠕動泵進氣口之間的空氣通道。
[0004]根據本實用新型的一個方面，提供一種氣動控制閥，所述氣動控制閥包括:限定在閥體中的歧管；與所述歧管以及與輪胎的可加壓腔流體連通的設定閥，所述設定閥可操作地控制在入口和所述歧管之間的空氣流動；順時針旋轉泵供給用止回閥，其與所述歧管以及與可雙向使用的蠕動泵的第一端口流體連通；逆時針旋轉泵供給用止回閥，其與所述歧管以及與所述可雙向使用的蠕動泵的第二端口流體連通；第一胎壓止回閥，其在所述可加壓輪胎腔和所述第一端口之間形成流體連通；以及第二胎壓止回閥，其在所述可加壓輪胎腔和所述第二端口之間形成流體連通。
[0005]優(yōu)選地，所述氣動控制閥固定地連接到輪胎上，并且所述氣動控制閥的至少一部分設置在所述可加壓輪胎腔中。
[0006]優(yōu)選地，所述設定閥包括:筒體；設置成與所述筒體的一端密封接合的筒蓋；環(huán)形提升閥座，其在與所述入口流體連接的管道中限定有孔口；提升閥，其具有設置在基本柱形的閥桿的端部的提動件，并具有與所述提動件相對地設置在閥桿上的致動器法蘭，其中，所述提動件能選擇性地與所述提升閥座密封地接合；以及可操作地設置成與所述筒蓋密封接合的彈性膜片，所述彈性膜片用于將筒體容積與可加壓輪胎腔密封地分開，以及用于響應于筒壓與可加壓輪胎腔中的輪胎空氣壓力之間的壓差、在所述閥桿上施加關閉力。
[0007]優(yōu)選地，所述設定閥還包括:環(huán)形閥桿導件，其包括限定孔的套管以及位于套管的彈簧端的環(huán)形彈簧保持法蘭，所述閥桿導件設置在筒體中并與所述孔中的閥桿可滑動地接合，所述閥桿導件包括流體管道以使歧管和筒體之間的壓力均衡；偏壓彈簧，所述偏壓彈簧設置在彈簧保持法蘭和致動器法蘭之間以利用偏壓預加載荷迫使提升閥打開，其中，所述偏壓預加載荷對應于設定壓力，如果輪胎空氣壓力大于或等于設定壓力，則所述提動件密封地接合所述提升閥座。
[0008]優(yōu)選地，所述偏壓預加載荷是可選擇的，以選擇設定壓力。
[0009]優(yōu)選地，由環(huán)形提升閥座限定的孔口的座有效面積基本上等于膜片的膜片有效面積以補償筒壓的變化，所述變化由在氣動控制閥處于壓力保持模式時通過蠕動泵產生的真空所致。
[0010]優(yōu)選地，所述設定閥還包括設定調整螺釘，其與閥體通過螺紋接合以可操作地接合彈簧保持法蘭、從而可選擇地調整所述偏壓預加載荷。
[0011]優(yōu)選地，所述設定閥還包括:限定筒體的外表面界限的鎖止法蘭；以及鎖圈，其具有多個調整槽以選擇性地接合鎖止法蘭，從而將筒體保持在多個調整位置中的一個以選擇偏壓預加載荷以及相應的設定壓力，其中，鎖止法蘭通過鎖圈中的窗口是可見的。
[0012]優(yōu)選地，順時針旋轉泵供給用止回閥和逆時針旋轉泵供給用止回閥各自包括:限定在閥體中的止回閥孔，所述止回閥孔與歧管以及相應的第一端口或第二端口流體連通；限定在止回閥孔的歧管端的球形閥座，所述球形閥座限定通向歧管的通道中的開口的界限；以及設置在止回閥孔中的泵供給用止回閥球，泵供給用止回閥球用于可操作地接合球形閥座以基本上防止流體從相應的第一端口或第二端口流向歧管、以及用于打開相應的第一端口或第二端口以便流體從歧管流向相應的第一端口或第二端口。
[0013]優(yōu)選地，每個泵供給用止回閥的各自的可平移部件用于基本上平行于與輪胎相關的輪軸軸線平移。
[0014]優(yōu)選地，第一胎壓止回閥和第二胎壓止回閥各自包括:限定在閥體中的胎壓止回閥孔，所述胎壓止回閥孔與可加壓輪胎腔和相應的第一端口或第二端口流體連通；限定在胎壓止回閥孔的泵端口端的止回閥座，所述止回閥座限定相應的第一端口或第二端口的界限；可操作地設置在胎壓止回閥孔中的胎壓止回閥球，所述胎壓止回閥球用于可操作地接合止回閥座以基本上防止流體從可加壓輪胎腔流向相應的第一端口或第二端口、以及用于打開相應的第一或第二胎壓止回閥以便流體從相應的第一端口或第二端口流向可加壓輪胎腔。
[0015]優(yōu)選地，所述氣動控制閥還包括:與所述第一端口流體連通的第一頭部腔，其中第一頭部腔包括第一可選擇容積以選擇性地限制能由可雙向使用的蠕動泵獲得的第一最大壓力；與所述第二端口流體連通的第二頭部腔，其中第二頭部腔包括第二可選擇容積以選擇性地限制能由可雙向使用的蠕動泵獲得的第二最大壓力。
[0016]根據本實用新型的另一個方面，提供一種氣動控制閥，所述氣動控制閥在其被用于具有內部的、可雙向使用的蠕動泵的充氣輪胎內時按以下方式操作:如果輪胎的可加壓腔中的輪胎空氣壓力高于可選擇的設定壓力，則防止空氣進入蠕動泵；以及如果輪胎的可加壓腔中的輪胎空氣壓力低于或等于該可選擇的設定壓力，則打開輪胎外部的大氣和蠕動泵的進氣口之間的空氣通道。
[0017]優(yōu)選地，如果輪胎沿第一方向滾動，則所述蠕動泵的第一端口是進氣口，第二端口是所述蠕動泵的出氣口 ；以及如果輪胎沿與第一方向相反的第二方向滾動，則所述第一端口是所述蠕動泵的出氣口，所述第二端口是所述蠕動泵的進氣口。
[0018]優(yōu)選地，所述方式還包括基本上防止空氣通過氣動控制閥從可加壓輪胎腔排出到輪胎外部的大氣。
[0019]優(yōu)選地，所述方式還包括通過建立頭部腔與蠕動泵的出氣口的流體連通來限制能由蠕動泵獲得的最大壓力，從而選擇蠕動泵的最大壓縮比。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0020]參見下述詳細的說明和附圖，本實用新型示例的特征和優(yōu)勢將變得明顯，其中相同的附圖標記代表相同或相似的部件，盡管可能不完全一樣。為了簡潔起見，具有之前說明過的功能的附圖標記或特征可以或者可以不結合它們所在的其它附圖進行說明。
[0021]圖1是本實用新型示例的氣動控制閥的半示意性視圖，示出了處于壓力保持模式的氣動控制閥；
[0022]圖2是本實用新型示例的氣動控制閥的半示意性視圖，示出了處于輪胎逆時針旋轉填充模式的氣動控制閥；
[0023]圖3是本實用新型示例的氣動控制閥的半示意性視圖，示出了處于輪胎順時針旋轉填充模式的氣動控制閥；
[0024]圖4是車輪和輪胎的剖視圖，示出了根據本實用新型的氣動控制閥關于輪胎的取向/方向的兩個示例；
[0025]圖5是根據本實用新型的氣動控制閥的一個示例的透視圖；
[0026]圖6是根據本實用新型的氣動控制閥的另一個示例的透視圖；
[0027]圖7是根據本實用新型的氣動控制閥的又一個示例的透視圖；
[0028]圖8示出了圖5中示出的氣動控制閥示例的三個剖視圖，示出了根據本實用新型在填充模式下空氣流過該閥；
[0029]圖9示出圖5中示出的氣動控制閥示例的剖視圖,示出了根據本實用新型的止回閥；
[0030]圖10是根據本實用新型在圖7中示出的氣動控制閥示例的剖視透視圖；
[0031]圖11是本實用新型的氣動控制閥示例的半示意性視圖，示出具有頭部腔(headercavity)的氣動控制閥；以及
[0032]圖12是圖9中示出的泵供給用止回閥示例的切開的剖視圖，示出了根據本實用新型的關于輪軸軸線的相對方向。
【具體實施方式】
[0033]本實用新型總的涉及氣動控制閥，其用于控制具有集成的蠕動泵的輪胎的胎壓。一些陸地車輛包括安裝在車輪上的充氣輪胎以接觸地面滾動。該輪胎可形成車輪輪緣的密封，并在由輪胎和車輪限定的基本上密封的輪胎腔中基本上包含氣體。該氣體可以是空氣、氮氣、另外的氣體或這些氣體的組合。該氣體可在輪胎中被加壓，從而對輪胎進行充氣。被充氣的輪胎支撐車輪并提供緩沖。
[0034]可以理解的是，輪胎中的表壓是輪胎中的壓力和輪胎外部的大氣壓之間的差。還可以理解的是，胎壓表示輪胎的表壓。[0035]如果沒有空氣被加入一些被充氣的輪胎中，則該輪胎隨著時間會經歷胎壓減小。例如，基本上由輪胎包含的加壓空氣的一部分可能通過胎壁的滲出慢慢地泄漏。大氣壓和溫度也可影響胎壓。輪胎在胎壓處于具體設計壓力時通常性能更好。例如，具有恰當/完全充氣的輪胎的車輛與以充氣不足的輪胎運行的該相同車輛相比可具有更好的燃油經濟性。
[0036]包括蠕動泵的輪胎也可被稱為自充氣輪胎。如這里所公開的，蠕動泵包括集成到胎壁中的管。車輛的重量導致輪胎在輪胎滾動時改變形狀。例如，大致圓形的輪胎可具有被壓縮的接觸區(qū)段以基本上匹配道路表面。該接觸區(qū)段附近的胎壁壓縮區(qū)域可壓緊并關閉集成在胎壁中的管。隨著輪胎繼續(xù)滾動，管的被壓緊部分沿著管結構前進擴展，由此將被壓緊部分的空氣擠出、使其進入管的位于被壓緊部分前面的部分。該空氣可從該管處排出，最終進入輪胎腔，對輪胎進行充氣。
[0037]在一些自充氣輪胎中，空氣是不被阻止進入蠕動泵的，并且位于輪胎腔體中的一端口處的彈簧操縱式止回閥設定泵必須達到的最小壓力以便將空氣加入輪胎。在這樣的自充氣輪胎中，目標胎壓可能受蠕動泵容量的限制。在另一些自充氣輪胎中，達到要求的胎壓后，空氣被阻止進入蠕動泵的進氣口 ；然而，來自輪胎腔的空氣被允許在蠕動泵中循環(huán)/回流。在一些自充氣輪胎中，在一旋轉周期僅有大約一半的輪胎圓周/周長被用來壓縮蠕動泵空氣。
[0038]作為鮮明的對比，本實用新型的示例中，如果輪胎的可加壓腔中的輪胎空氣壓力大于可選擇的設定壓力，則氣動控制閥阻止空氣進入蠕動泵。在本實用新型的示例中，來自輪胎腔的空氣被阻止在蠕動泵中循環(huán)并被再壓縮。不受制于任何理論，據信通過在不需要額外的壓縮空氣時阻止空氣被壓縮可以節(jié)約能量。
[0039]此外，在本實用新型的示例中，對于一旋轉周期，大部分輪胎圓周被蠕動泵使用。與在一旋轉周期中僅使用大約一半的輪胎圓周的自充氣輪胎相比，更長的蠕動泵管具有更大的泵容量。本實用新型的氣動控制閥使得蠕動泵的進氣和出氣響應于輪胎的旋轉方向而對換/反向。由于連接到這里公開的氣動控制閥，蠕動泵的可雙向使用性使得大部分輪胎圓周被分配給單個蠕動泵，由此增加了泵的容量。具有更大容量的泵可以獲得更高的壓力或比具有更少容量的泵更快地使輪胎充滿。
[0040]與充分充氣的輪胎中空氣的質量相比，在單個回轉中被抽入輪胎腔中的空氣的質量可以是相當小的。由于輪胎可滾動數百轉每英里而且每小時行進很多英里，自充氣輪胎的泵容量可以是相當可觀/足夠的。在本實用新型的示例中，蠕動泵可以在大約一分鐘內將大約0.1%至大約5.0%的空氣質量抽入接近額定充氣壓力的輪胎中。
[0041]可以理解的是，如這里使用的，內部蠕動泵基本上設置在輪胎或輪胎腔內。例如，內部蠕動泵可以嵌入胎壁中。在此，用語“內部”指的是蠕動泵相對于輪胎的相對位置。“內部”的意思是基本上在一空間/體積內，該空間/體積通過在輪胎安裝到車輪上時、輪胎和車輪的與輪胎周圍環(huán)境相接觸的那些表面限定。在本實用新型中，內部蠕動泵的空氣過濾器可設置于輪胎的外表面。安裝在輪胎外部(例如輪軸上或者車架部件上)的泵則不是在此所公開的內部蠕動泵，即使泵設置在除輪胎以外的油箱或其它體部內。
[0042]現在參見圖1，示出了本實用新型的氣動控制閥10的半示意性視圖。應注意到，圖1是半示意性的圖，示出了本實用新型的部件的相互連接。如此，圖1不包括車輪，并且可以不總是示出所示部件的相對布置或尺寸。輪胎50和可雙向使用的內部螺動泵60以虛線表示。輪胎50的可加壓腔52表示為位于圖1中央的空間。氣動控制閥10包括限定在閥體30中的歧管20。定值閥/定點閥/設定閥40與歧管20以及與輪胎50的可加壓腔52流體連通。設定閥40可操作地控制入口 22和歧管20之間的空氣流動。在空氣流過入口 22的路徑上以虛線示出了過濾器17。順時針旋轉泵供給用止回閥32與歧管20以及與可雙向使用的內部蠕動泵60的第一端口 62流體連通。逆時針旋轉泵供給用止回閥32’與歧管20以及與可雙向使用的內部蠕動泵60的第二端口 62’流體連通。第一胎壓止回閥34在可加壓輪胎腔52和第一端口 62之間流體連通。第二胎壓止回閥34’在可加壓輪胎腔52和第二端口 62’之間流體連通。
[0043]在圖1中，氣動控制閥10被示出為處于壓力保持模式。在壓力保持模式下，如果輪胎50的可加壓腔52中的輪胎空氣壓力63大于可選擇的設定壓力，則防止空氣進入可雙向使用的蠕動泵60。更具體地，在壓力保持模式下，氣動控制閥10通過設定閥40的操作阻止空氣經由入口 22進入歧管20。
[0044]圖2示出了處于逆時針輪胎旋轉填充模式的氣動控制閥10。逆時針輪胎旋轉指示箭頭94示出輪胎50逆時針旋轉。指向上方的設定狀態(tài)指示箭頭96示出了輪胎空氣壓力63小于或等于設定壓力。響應于輪胎空氣壓力63低于或等于設定壓力，設定閥40打開，并允許大氣空氣通過入口 22進入歧管20。空氣從歧管20流入、通過逆時針旋轉泵供給用止回閥32’并通過第二端口 62’進入蠕動泵60。由于空氣還沒有通過蠕動泵壓縮，它被阻止通過第二胎壓止回閥34’。應注意，當輪胎50沿逆時針方向旋轉時，蠕動泵壓縮空氣并使被壓縮的空氣沿順時針方向運動。被壓縮的空氣通過第一端口 62排出蠕動泵60，但是被順時針旋轉泵供給用止回閥32阻止進入歧管20。壓縮空氣流過第一胎壓止回閥34，進入可加壓輪胎腔52，只要該壓縮空氣的壓力大于胎壓63。
[0045]圖2中，示出的氣動控制閥10處于逆時針輪胎旋轉填充模式。在逆時針輪胎旋轉填充模式下，如果輪胎50的可加壓腔52中的輪胎空氣壓力63低于或等于該可選擇的設定壓力，蠕動閥60打開在輪胎50外部的大氣84和蠕動泵60的進氣口 86之間的空氣通道82。在圖2示出的示例中，空氣通道82是在閥體30的內部，并且打開空氣通道82包括打開設定止回閥40和逆時針旋轉泵供給用止回閥32’。在逆時針輪胎旋轉填充模式下，可雙向使用的蠕動泵60的進氣口 86對應于第二端口 62’，并且可雙向使用的蠕動泵60的出氣口 88對應于第一端口 62。
[0046]圖3示出了順時針輪胎旋轉填充模式下的氣動控制閥10。順時針輪胎旋轉指示箭頭95示出了輪胎50順時針旋轉。指向上方的設定狀態(tài)指示箭頭96示出輪胎空氣壓力63低于或等于設定壓力。響應于低于或等于設定壓力的輪胎空氣壓力63，設定閥40打開，并允許大氣空氣通過入口 22進入歧管20?？諝鈴钠绻?0流入，通過順時針旋轉泵供給用止回閥32并通過第一端口 62進入蠕動泵60。由于空氣還沒有通過蠕動泵60壓縮，它被阻止流過第一胎壓止回閥34。應注意，當輪胎50沿順時針方向旋轉時，蠕動泵60壓縮空氣，并在該壓縮的空氣沿逆時針方向運動。該壓縮的空氣通過第二端口 62’排出蠕動泵60，但是被逆時針旋轉泵供給用止回閥32’阻止進入歧管20。該壓縮的空氣流過第二胎壓止回閥34’，進入可加壓輪胎腔52，只要該壓縮的空氣的壓力大于胎壓63。
[0047]在圖3中,氣動控制閥10被示出為處于順時針輪胎旋轉填充模式。在順時針輪胎旋轉填充模式下，如果輪胎50的可加壓腔52中的輪胎空氣壓力63低于或等于可選擇的設定壓力，則蠕動閥60打開在輪胎50外部的大氣84和蠕動泵60的進氣口 86之間的空氣通道82。在圖3示出的示例中，空氣通道82是在閥體30的內部，并且打開空氣通道82包括打開設定止回閥40和順時針旋轉泵供給用止回閥32。在順時針輪胎旋轉填充模式下，可雙向使用的蠕動泵60的進氣口 86對應于第一端口 62，并且可雙向使用的蠕動泵60的出氣口88對應于第二端口 62’。
[0048]由于蠕動泵60的進氣口 86和出氣口 88基于輪胎旋轉方向可以反轉/對換，蠕動泵60是可雙向使用的?？梢岳斫獾氖牵呻p向使用的泵60和氣動控制閥10連接以給輪胎充氣。泵60的可雙向使用性涉及輪胎50的旋轉方向，但不意味著空氣可從輪胎中泵出。
[0049]圖4是車輪98和輪胎50的剖視圖，示出根據本實用新型的氣動控制閥10、10’相對于輪胎50的取向的兩個示例。氣動控制閥10、10’固定地連接到輪胎50上，并且氣動控制閥10、10’的至少一部分設置在可加壓輪胎腔52內?？梢岳斫獾氖牵瑸榱朔奖闫鹨?，兩個氣動控制閥10、10’示出在同一附圖4中；然而，同時設置兩個氣動控制閥并不是本實用新型的要求。氣動控制閥10、10’被示出為具有閥桿51 (參見圖8)的筒體軸線54，其基本上垂直于與輪胎50圍繞輪軸軸線58的旋轉相關聯的向心加速度56。不受任何理論的束縛，閥桿51的筒體軸線54方向垂直于向心加速度56,充分地防止了向心加速度56大致改變設定壓力。
[0050]圖5是根據本實用新型的氣動控制閥的一個示例10的透視圖。鎖圈68被示出安裝在筒體41周圍。在鎖圈68上示出有窗口 74。該窗口 74允許可視化地確認鎖止法蘭66(參見圖8)在調整槽72 (參見圖8)中的位置。鎖止法蘭66在調整槽72中的位置指示偏壓預加載荷以及相應的設定壓力。圖5中示出出氣口篩網18。來自蠕動泵60的空氣最終通過出氣口篩網18被排出。該出氣口篩網18基本上防止可加壓輪胎腔52 (參見圖4)中的可能的外界物質堵塞氣動控制閥10。
[0051]圖6是根據本實用新型的氣動控制閥的另一個示例10’的透視圖。如圖4中所示，基座100和筒體軸線54之間的角度將筒體軸線54 (如圖4所示地)安裝成基本上防止向心加速度56 (參見圖4)有效地改變設定壓力。圖6還示出了嵌入胎壁50中的蠕動泵管101。
[0052]圖7是根據本實用新型的氣動控制閥的又一個示例10’’的透視圖。氣動控制閥10’’不具有如圖5中示出的鎖圈68。在氣動控制閥10’’中，設定壓力的選擇性調整通過轉動設定調整螺釘64完成。調整機構的進一步細節(jié)包括在下面圖10的討論中。
[0053]盡管六角有帽螺釘被示出作為圖5、6和7中示出的緊固件，可以理解的是，其它類型的緊固件也可以用來將氣動控制閥10、10’、10’’緊固到輪胎50上。例如，包括具有飛利浦頭槽、梅花型頭槽、狹縫型頭槽等的六角頭螺栓、平頭螺釘、埋頭螺釘等的螺釘緊固件可代替或與圖5中示出的六角有帽螺釘使用。此外，鉚釘和其它不可移除的緊固件可代替圖5、6和7中示出的六角有帽螺釘使用。另外，與來自輪胎50的橡膠焊接、粘附、二次成型以及封裝可代替圖5、6和7中示出的六角有帽螺釘使用。
[0054]圖8示出了圖5中示出的示例的氣動控制閥10的三個剖視圖，示出根據本實用新型的空氣在填充模式下流過閥。氣動控制閥10包括限定在閥體30中的歧管20。
[0055]設定閥40與歧管20以及與輪胎50的可加壓腔52流體連通(參見圖2)。該設定閥40在操作上控制入口 22和歧管20之間的空氣流動。設定閥40包括筒體41和與筒體41的端部43密封接合地設置的筒蓋/筒頭42。設定閥40還包括環(huán)形提升閥座44，其限定了位于與入口 22流體連接的管道46中的孔口 45。提升閥47具有閥面48，其設置于基本上柱形/圓柱形的閥桿51的端部49。提升閥47還具有致動器法蘭53，其設置在與閥面48相對的閥桿51上。閥面48可選擇性地與提升閥座44密封接合。設定閥40具有環(huán)形的閥桿導件65，其包括限定孔69的套管/襯套67以及設置在套管67的彈簧端部73的環(huán)形彈簧保持法蘭71。閥桿導件65設置于筒體41中，并與位于孔69中的閥桿51可滑動地接合。閥桿導件65包括流體管道75以使歧管20和筒體41之間的壓力均衡。
[0056]仍然參見圖8，特別是參考設定閥40，偏壓彈簧70位于彈簧保持法蘭71和致動器法蘭53之間，以通過偏壓預加載荷來迫使提升閥47打開。該偏壓預加載荷對應于設定壓力。如果輪胎空氣壓力63大于或等于設定壓力，則閥面48密封地接合提升閥座44。
[0057]設定閥40還進一步包括回復膜片/回彈膜片55，其可操作地與筒蓋42密封接合地設置。膜片55將筒體容積/筒空間57與可加壓輪胎腔52密封地分開，并響應于筒壓61和可加壓輪胎腔52中的輪胎空氣壓力63之間的壓差、在閥桿51上施加關閉力。“關閉力”指的是朝著使設定閥51關閉的方向上的其它力。關閉力不必意味著該力足以克服作用在閥桿51上的力。相似的，“開啟力”指的是朝著使設定閥51打開的方向上的力且該力不必是足以克服作用在閥桿51上的其它力。
[0058]盡管圖8示出了氣動控制閥10處于填充模式而不是壓力保持模式，可以理解的是，設定閥40補償筒壓61的變化，當氣動控制閥10處于壓力保持模式(參見圖1)下時，由于通過蠕動泵60在進氣口 86 (參見圖2和圖3)處產生的真空，該變化可能會發(fā)生。例如，如果氣動控制閥10處于壓力保持模式，則蠕動泵60在歧管20中抽出真空。由于在該示例中，歧管20與筒體41通過流體管道75流體連通，歧管20中的真空與筒體41相通，并因此降低筒壓61。由于不存在對于筒體41中的真空的補償，因此在輪胎空氣壓力63大于或等于設定壓力時設定閥40關閉。
[0059]對于筒體41中的真空的補償在圖8示出的氣動控制閥10的示例中通過具有由環(huán)形提升閥座44限定的孔口 45的座有效面積來實現，其基本上等于膜片55的膜片有效面積。座有效面積指的是這樣的面積:大氣壓和筒壓61之間的壓差作用在該面積上以在閥桿51上產生開啟力。膜片有效面積指的是這樣的面積:輪胎空氣壓力63和筒壓61之間的另一壓差作用在該面積上以在閥桿51產生關閉力。回想輪胎空氣壓力63是相對于輪胎外部的大氣壓而言的。由于座有效面積和膜片有效面積是基本上大小相等的，因此筒壓61相對于大氣壓的變化會產生沿相反方向作用在閥桿51上的大小相等的力。
[0060]在圖8示出的示例中，偏壓預加載荷是可選擇的以選擇一個設定壓力。設定閥40包括鎖止法蘭66，其限定筒體41的外表面92的界限。鎖圈68具有多個調整槽72，以選擇性地接合鎖止法蘭66、從而將筒體41保持在多個調整位置中的一個。偏壓預加載荷以及相應的設定壓力通過選擇鎖止法蘭66接合在其中的調整槽72設定。如圖5所示，鎖止法蘭66通過鎖圈68中的窗口 74是可視的，以提供所選擇的偏壓預加載荷和相應的設定壓力的可視化確認。
[0061]順時針旋轉泵供給用止回閥32與歧管20以及與可雙向使用的蠕動泵60的第一端口 62流體連通。在圖8示出的填充模式下，順時針旋轉泵供給用止回閥32可操作地防止空氣從歧管20流向第一端口 62。順時針旋轉泵供給用止回閥32包括限定在閥體30中的止回閥孔35。止回閥孔35與歧管20和第一端口 62流體連通。球形閥座31限定在止回閥孔35的歧管端部28。該球形閥座31限定通向歧管20的通道24中的開口 26的界限。泵供給用止回閥球36可操作地位于止回閥孔35中。該泵供給用止回閥球36可操作地接合球形閥座31，以基本上防止流體從第一端口 62流向歧管20。
[0062]在圖8示出的填充模式下，逆時針旋轉泵供給用止回閥32’打開以允許空氣從歧管20流向第二端口 62’。第一胎壓止回閥34在可加壓輪胎腔52和第一端口 62之間是流體連通的(也參見圖9)。第一胎壓止回閥34基本上防止可加壓輪胎腔52中的空氣通過第一端口 62流出可加壓輪胎腔52。如果第一端口 62中的壓力大于胎壓63，則第一胎壓止回閥34允許來自蠕動泵60的壓縮空氣流進可加壓輪胎腔中。
[0063]可以理解的是，由附圖標記16指示的短劃線示出了圖8的左下視圖中所示的部分是穿過第一端口 62取得的。
[0064]仍然參見圖8，逆時針旋轉泵供給用止回閥32’與歧管20以及與可雙向使用的蠕動泵60的第二端口 62’流體連通。在圖8所示的填充模式下，逆時針旋轉泵供給用止回閥32’可操作地允許空氣從歧管20流向第二端口 62’。逆時針旋轉泵供給用止回閥32’包括限定在閥體30中的止回閥孔35’。該止回閥孔35’與歧管20和第二端口 62’流體連通。球形閥座31’限定在止回閥孔35’的歧管端部28。球形閥座31’限定通向歧管20的通道24中的開口 26’的界限。泵供給用止回閥球36’可操作地設置在止回閥孔35’中。在圖8所示的填充模式下，泵供給用止回閥球36’可操作地脫離球形閥座31’以允許流體從歧管20流向第二端口 62’。如果第二端口 62’中的空氣壓力高于歧管20中的空氣壓力，則泵供給用止回閥球36’可操作地接合球形閥座31’，以防止流體從第二端口 62’流向歧管20。
[0065]第二胎壓止回閥34’在可加壓輪胎腔52和第二端口 62’之間是流體連通的(也參見圖9)。該第二胎壓止回閥34’基本上防止可加壓輪胎腔52中的空氣通過第二端口 62’流出可加壓輪胎腔52。如果第二端口 62’中的壓力高于胎壓63，則第二胎壓止回閥34’允許來自第二端口 62’的壓縮空氣流進可加壓輪胎腔中。
[0066]圖9示出了圖5中示出的氣動控制閥10的剖視圖，示出了根據本實用新型的止回閥的示例。順時針泵供給用止回閥32和逆時針泵供給用止回閥32’已經在上述圖8的描述中進行了說明。圖9示出了放大的圖，包括第一胎壓止回閥34和第二胎壓止回閥34’。第一胎壓止回閥34的結構與第二胎壓止回閥34’類似。
[0067]在本實用新型中，與第一胎壓止回閥和第二胎壓止回閥相關的特征和部件具有相似的附圖標記，與第二胎壓止回閥相關的特征和部件表示為在附圖標記上加一個角分符號(’)。胎壓止回閥孔37、37’限定在閥體30中，胎壓止回閥孔37、37’與可加壓輪胎腔52和相應的第一端口 62或第二端口 62’流體連通。止回閥座76、76’限定在胎壓止回閥孔37、37’的泵端口端27、27’。止回閥座76、76’限定通向相應的第一端口 62或第二端口 62’的管道的界限。用于第一端口 62和第二端口 62’的附圖標記指示線以虛線示出在圖9中，以表示端口 62、62’與所指示的位置流體連接。
[0068]然而，端口 62、62’在圖9中實際上是不可見的。參見圖8，看圖5、8和9中示出的本實用新型的示例的第一端口 62和第二端口 62’的視圖。胎壓止回閥球38、38’可操作地設置在胎壓止回閥孔37、37’中。響應于跨第一胎壓止回閥34和第二胎壓止回閥34’的壓差，胎壓止回閥球38、38’可操作地接合止回閥座76、76’，以基本上防止流體從可加壓輪胎腔52流向相應的第一端口 62或第二端口 62’。響應于跨相應的第一胎壓止回閥34或第二胎壓止回閥34’的壓差，胎壓止回閥球38、38’可操作地脫離止回閥座76、76’以打開相應的第一 34或第二胎壓止回閥34’，使流體從相應的第一端口 62或第二端口 62’流向可加壓輪胎腔52。例如，如果第一端口 62中的壓力高于胎壓63，則第一胎壓止回閥34允許來自蠕動泵60的壓縮空氣流進可加壓輪胎腔中。
[0069]例如，當可加壓輪胎腔52中的胎壓63高于第一端口 62中的壓力時，胎壓止回閥球38可操作地接合止回閥座76。相反，如果可加壓輪胎腔52中的胎壓63低于第一端口中的壓力，則胎壓止回閥球38可操作地脫離止回閥座76，并允許空氣從第一端口 62流進輪胎腔52中。如圖9所示，出氣口篩網18可包括在第一胎壓止回閥34或者第二胎壓止回閥34’與可加壓輪胎腔52之間的空氣路徑中。出氣口篩網可包括篩網部件19，其是一片過濾介質。該過濾介質可以是例如多孔固體或泡沫，或者機織或非織纖維網，以允許空氣基本上流過篩網部件19而不受限制，同時保持輪胎腔52中的顆粒物質不堵塞氣動控制閥10。
[0070]圖10是圖7中示出的根據本實用新型的氣動控制閥10’’示例的剖視透視圖。氣動控制閥10’’類似于氣動控制閥10，除了設定閥40’在結構上有所不同以允許能通過壓力調整螺釘64而不是使用氣動控制閥10中的鎖止法蘭66和鎖圈68來調整設定壓力。
[0071]設定閥40’與歧管20 (例如參見圖8)以及與輪胎50的可加壓腔52 (參見圖2)流體連通。設定閥40’包括筒體41’和筒蓋/筒頭42’，該筒蓋與筒體41’的端部43’密封接合地、通過螺紋連接地設置。如圖10中所示，頭部密封件21可密封地設置在筒蓋42’和筒體41’之間。設定閥40’還包括環(huán)形提升閥座44’，其限定了與入口 22 (未示出)流體連接的管道46’中的孔口 45’。提升閥47’具有基本上球形的閥面48’，該閥面設置在基本上柱形/圓柱形的閥桿51’的端部49。提升閥47’還具有致動器法蘭53’，其在閥桿51’上設置與基本上球形的閥面48’對置/相對地設置?；旧锨蛐蔚拈y面48’能選擇性地與提升閥座44’密封接合。設定閥40’具有環(huán)形的閥桿導件65’，其包括限定孔69’的套管67’以及位于套管67’的彈簧端73’的環(huán)形彈簧保持法蘭71’。閥桿導件65’位于筒體41’中，并與孔69’中的閥桿51’可滑動地連接。閥桿導件65’包括流體管道75’，以使歧管20和筒體41’之間的壓力均衡。
[0072]仍然參見圖10，尤其是參見設定閥40’，偏壓彈簧70’位于彈簧保持法蘭71’和致動器法蘭53’之間，以通過偏壓預加載荷迫使提升閥47’打開。該偏壓預加載荷對應于設定壓力。如果輪胎空氣壓力63大于或等于設定壓力，則基本上球形的閥面48’密封地接合提升閥座44’。
[0073]與上述討論的設定閥40相似，設定閥40’補償筒壓61的變化，當氣動控制閥10’’處于壓力保持模式(參見圖1)時，由于通過蠕動泵60在進氣口 86 (參見圖2和圖3)處產生的真空，該變化可能會發(fā)生。
[0074]對于筒體41’中真空的補償在圖10示出的氣動控制閥10’’的示例中通過具有由環(huán)形提升閥座44’限定的孔口 45’的座有效面積來實現，其基本上等于膜片55的膜片有效面積。座有效面積指的是這樣的面積:大氣壓和筒壓61’之間的壓差作用在該面積上以在閥桿51’上產生開啟力。膜片有效面積指的是這樣的面積:輪胎空氣壓力63和筒壓61’之間的另一壓差作用在該面積上以在產生閥桿51’上產生關閉力?；叵胼喬タ諝鈮毫?3是相對于輪胎外側的大氣壓而言的。由于座有效面積和膜片有效面積基本上相等，筒壓61’相對于大氣壓的改變會產生沿相反方向作用在閥桿51’上的、大小相等的力。
[0075]在圖10示出的示例中，偏壓預加載荷是可選擇的以選擇設定壓力。設定閥40’包括設定調整螺釘64，其與閥體30’通過螺紋接合以可操作地接合彈簧保持法蘭71’、從而選擇性地調整偏壓預加載荷。偏壓預加載荷和相應的設定壓力通過轉動調整螺釘64設定。隨著調整螺釘64的旋進，偏壓彈簧70’上的偏壓預加載荷增加，從而需要更高的胎壓63來關閉設定閥40’。
[0076]圖11是本實用新型的氣動控制閥10的半示意性視圖。圖11與圖1相似，其中有一些附加的構件。示出的第一頭部腔78與第一端口 62流體連通。第一頭部腔78包括第一可選擇容積80，以選擇性地限制能由可雙向使用的蠕動泵60獲得的第一最大壓力。示出的第二頭部腔78’與第二端口 62’流體連通。第二頭部腔78’包括第二可選擇容積80’，以選擇性地限制能由可雙向使用的蠕動泵60獲得的第二最大壓力?？梢岳斫獾氖?，第一可選擇容積80和第二可選擇容積80’可被選擇成具有相同的容積或不同的容積。
[0077]通過建立第一頭部腔78與第二頭部腔78’與蠕動泵60的出氣口 88 (參見圖2和圖3)的流體連通以選擇蠕動泵60的最大壓縮比，建立了對于能由蠕動泵60獲得的最大壓力的限制。
[0078]可以理解的是，蠕動泵60的壓縮比是無量綱值，其是對于蠕動泵60的一個循環(huán)由蠕動泵60的出氣口 88處的壓力除以進氣口 86的壓力的商。例如，如果進氣口 86處的壓力是lbar，并且在出口處蠕動泵60將空氣壓縮至20bar的壓力，那么壓縮比是20。最大壓縮比是蠕動泵理論上能獲得的最多的壓縮比。由于第一胎壓止回閥34或第二胎壓止回閥34’可打開并將空氣從蠕動泵60釋放入可加壓輪胎腔52，因此壓縮比被限制為小于正常運行系統(tǒng)中的最大壓縮比。
[0079]圖12是圖9中示出的泵供給用止回閥32、32’的切開的剖視圖。圖12示出了根據本實用新型的相對于輪軸軸線58的相關取向。氣動控制閥10的一部分被示出為具有每個泵供給用止回閥32、32’的相應的可平移/轉移構件29、29’，其設置為基本上平行于與輪胎50相關的輪軸軸線58平移。在本實用新型的一個示例中，可平移構件可以是泵供給用止回閥球36、36’。
[0080]可以理解的是，除非文中另有明確的規(guī)定，在說明書和權利要求兩者中，用語“一”和“一個”及其它單數的使用也可包括復數。
[0081]此外，可以理解的是，術語“連接/被連接/附接”和/或類似的術語在這里廣義地限定成涵蓋各種連接裝置和組裝技術。這些裝置和技術包括但不限于:(I) 一個部件和另一個部件之間的直接耦合，兩者之間不具有中間部件；以及(2) —個部件和另一個部件之間利用兩者之間的一個或多個部件的耦合，假設一個部件“連接”至另一個部件是與其它部件以某種方式操作性地連接(盡管它們之間存在一個或多個附加部件的存在)。
[0082]另外，可以理解的是，這里提供的范圍包括陳述的范圍以及在陳述范圍內的任何值或子范圍。例如，從大約0.1%至5.0%的百分比范圍應被理解為不僅包括明確陳述的0.1%至5.0%的限度范圍，還包括單一的值，例如0.5%、1.0%、等等，以及子范圍，例如從大約0.5%至大約3.5%，等等。此外，使用“約”、“大約”來描述一個值時，這意味著涵蓋了小的變化(基于所陳述的值的± 10% (例如，大約1.0%是0.9%至1.1%))。
[0083]盡管已經詳細描述了若干示例，但對于本領域技術人員來說，顯然可以修改所公開的示例。因此，前文的描述應認為是非限制性的。
【權利要求】
1.一種氣動控制閥，其特征是，所述氣動控制閥包括: 限定在閥體中的歧管； 與所述歧管以及與輪胎的可加壓腔流體連通的設定閥，所述設定閥可操作地控制在入口和所述歧管之間的空氣流動； 順時針旋轉泵供給用止回閥，其與所述歧管以及與可雙向使用的蠕動泵的第一端口流體連通； 逆時針旋轉泵供給用止回閥，其與所述歧管以及與所述可雙向使用的蠕動泵的第二端口流體連通； 第一胎壓止回閥，其在所述可加壓輪胎腔和所述第一端口之間形成流體連通；以及 第二胎壓止回閥，其在所述可加壓輪胎腔和所述第二端口之間形成流體連通。
2.如權利要求1所述的氣動控制閥，其特征是，所述氣動控制閥固定地連接到輪胎上，并且所述氣動控制閥的至少一部分設置在所述可加壓輪胎腔中。
3.如權利要求1所述的氣動控制閥，其特征是，所述設定閥包括: 筒體； 設置成與所述筒體的一端密封接合的筒蓋； 環(huán)形提升閥座，其在與所述入口流體連接的管道中限定有孔口 ； 提升閥，其具有設置在基本柱形的閥桿的端部的提動件，并具有與所述提動件相對地設置在閥桿上的致動器法蘭，其中，所述提動件能選擇性地與所述提升閥座密封地接合；以及 可操作地設置成與所述筒蓋密封接合的彈性膜片，所述彈性膜片用于將筒體容積與可加壓輪胎腔密封地分開，以及用于響應于筒壓與可加壓輪胎腔中的輪胎空氣壓力之間的壓差、在所述閥桿上施加關閉力。
4.如權利要求3所述的氣動控制閥，其特征是，所述設定閥還包括: 環(huán)形閥桿導件，其包括限定孔的套管以及位于套管的彈簧端的環(huán)形彈簧保持法蘭，所述閥桿導件設置在筒體中并與所述孔中的閥桿可滑動地接合，所述閥桿導件包括流體管道以使歧管和筒體之間的壓力均衡； 偏壓彈簧，所述偏壓彈簧設置在彈簧保持法蘭和致動器法蘭之間以利用偏壓預加載荷迫使提升閥打開，其中，所述偏壓預加載荷對應于設定壓力，如果輪胎空氣壓力大于或等于設定壓力，則所述提動件密封地接合所述提升閥座。
5.如權利要求3所述的氣動控制閥，其特征是，所述偏壓預加載荷是可選擇的，以選擇設定壓力。
6.如權利要求3所述的氣動控制閥，其特征是，由環(huán)形提升閥座限定的孔口的座有效面積基本上等于膜片的膜片有效面積以補償筒壓的變化，所述變化由在氣動控制閥處于壓力保持模式時通過蠕動泵產生的真空所致。
7.如權利要求4所述的氣動控制閥，其特征是，所述設定閥還包括設定調整螺釘，其與閥體通過螺紋接合以可操作地接合彈簧保持法蘭、從而可選擇地調整所述偏壓預加載荷。
8.如權利要求4所述的氣動控制閥，其特征是，所述設定閥還包括: 限定筒體的外表面界限的鎖止法蘭；以及 鎖圈，其具有多個調整槽以選擇性地接合鎖止法蘭，從而將筒體保持在多個調整位置中的一個以選擇偏壓預加載荷以及相應的設定壓力，其中，鎖止法蘭通過鎖圈中的窗口是可見的。
9.如權利要求1所述的氣動控制閥，其特征是，順時針旋轉泵供給用止回閥和逆時針旋轉泵供給用止回閥各自包括: 限定在閥體中的止回閥孔，所述止回閥孔與歧管以及相應的第一端口或第二端口流體連通； 限定在止回閥孔的歧管端的球形閥座，所述球形閥座限定通向歧管的通道中的開口的界限；以及 設置在止回閥孔中的泵供給用止回閥球，泵供給用止回閥球用于可操作地接合球形閥座以基本上防止流體從相應的第一端口或第二端口流向歧管、以及用于打開相應的第一端口或第二端口以便流體從歧管流向相應的第一端口或第二端口。
10.如權利要求1所述的氣動控制閥，其特征是，每個泵供給用止回閥的各自的可平移部件用于基本上平行于與輪胎相關的輪軸軸線平移。
11.如權利要求1所述的氣動控制閥，其特征是，第一胎壓止回閥和第二胎壓止回閥各自包括: 限定在閥體中的胎壓止回閥孔，所述胎壓止回閥孔與可加壓輪胎腔和相應的第一端口或第二端口流體連通； 限定在胎壓止回閥孔的泵端口端的止回閥座，所述止回閥座限定相應的第一端口或第二端口的界限； 可操作地設置在胎壓止回閥孔中的胎壓止回閥球，所述胎壓止回閥球用于可操作地接合止回閥座以基本上防止流體從可加壓輪胎腔流向相應的第一端口或第二端口、以及用于打開相應的第一或第二胎壓止回閥以便流體從相應的第一端口或第二端口流向可加壓輪胎腔。
12.如權利要求1所述的氣動控制閥，其特征是，所述氣動控制閥還包括: 與所述第一端口流體連通的第一頭部腔，其中第一頭部腔包括第一可選擇容積以選擇性地限制能由可雙向使用的蠕動泵獲得的第一最大壓力； 與所述第二端口流體連通的第二頭部腔，其中第二頭部腔包括第二可選擇容積以選擇性地限制能由可雙向使用的蠕動泵獲得的第二最大壓力。
13.—種氣動控制閥，其特征是，所述氣動控制閥在其被用于具有內部的、可雙向使用的蠕動泵的充氣輪胎內時按以下方式操作: 如果輪胎的可加壓腔中的輪胎空氣壓力高于可選擇的設定壓力，則防止空氣進入蠕動栗；以及 如果輪胎的可加壓腔中的輪胎空氣壓力低于或等于該可選擇的設定壓力，則打開輪胎外部的大氣和蠕動泵的進氣口之間的空氣通道。
14.如權利要求13所述的氣動控制閥，其特征是， 如果輪胎沿第一方向滾動，則所述蠕動泵的第一端口是進氣口，第二端口是所述蠕動泵的出氣口 ；以及 如果輪胎沿與第一方向相反的第二方向滾動，則所述第一端口是所述蠕動泵的出氣口，所述第二端口是所述蠕動泵的進氣口。
15.如權利要求13所述的氣動控制閥，其特征是，所述方式還包括基本上防止空氣通過氣動控制閥從可加壓輪胎腔排出到輪胎外部的大氣。
16.如權利要求13所述的氣動控制閥，其特征是，所述方式還包括通過建立頭部腔與蠕動泵的出氣口的流體連通來限制能由蠕動泵獲得的最大壓力，從而選擇蠕動泵的最大壓縮比。`
【文檔編號】F04B39/10GK203655574SQ201320688663
【公開日】2014年6月18日 申請日期:2013年9月11日 優(yōu)先權日:2012年9月11日
【發(fā)明者】L·P·貝內特, L·M·帕提爾 申請人:伊頓公司