本发明涉及一种用于车轮的充装压缩空气的轮胎的轮胎压力调节设备，其包括用于给轮胎填充和/或排放压缩空气的调节阀装置，压缩空气是由用于产生轮胎充气压力的压缩机装置供给的。此外，本发明还涉及一种用于填充充装压缩空气的轮胎的方法以及一种配备有轮胎压力调节设备的商用车挂车。
背景技术：
本发明的应用领域主要延及商用车技术。对于商用车的通常为气动的制动设备，已经存在一种压缩空气系统，该压缩空气系统通常由自身车载的压缩机供给(压缩空气)，该压缩机一般是由商用车的内燃机驱动的。通过这种方式产生的压缩空气通常不单单只供气动制动系统使用；除此之外例如也可以对车轮的气动弹性悬架设备和在本发明范围内所关心的轮胎压力调节设备提供供给。
按照现行规定，车辆压缩空气系统的系统压力水平限于最大8.5Bar。视车辆载荷而定，通过轮胎压力调节设备依据负载对轮胎进行充气。
因此，与车辆载荷较高的情形相比，在车辆载荷小的情况下应调定较小的轮胎压力。对于这种依据负载给轮胎填充压缩空气，还需要超过8.5Bar的最大系统压力水平的压力水平，亦即根据轮胎结构型式直至高达9.5Bar，所以该系统压力水平不足以运行轮胎压力调节设备。
由WO 01/70521 A1披露了一种具有附加增压装置的轮胎压力调节设备。所述增压装置设计成一个用于增强轮胎空气供应系统的空气压力的专用增压泵，该增压泵带有入口和出口。其中，入口与车辆的系统压力供应系统连接，而出口与轮胎连接。增压泵设计成一个往复式的活塞压力泵，并使空气压力提高超过系统压力所期望的量值。由于结构型式之故，所述增压泵产生很高的压缩空气损失，该损失大致为在输入侧供给的系统压缩空气的一半。这样导致很高的能量消耗。
US 8,528,611 B2公开了用于轮胎压力调节设备的另一种解决方案，该轮胎压力调节设备具有一个附加的压缩机装置，以产生超过系统压力水平的高压力水平用于对轮胎进行充气。然而在这种情况下压缩机装置并不是由系统压力提供供给，而是从大气取用待压缩的空气。原则上在此只使用一个单独的附加压缩机，该压缩机由于还附加地需要驱动装置之故，与上文作为现有技术说明的增压装置相比，造成了在设备技术上提高的费用。
技术实现要素：
因此本发明的目的是，进一步改进这种类型的轮胎压力调节设备，使得以设备技术上最少的费用便能实现合乎需要地节能的压缩空气供应，用以在超过系统压力水平的高压力水平上对轮胎进行充气。
此目的基于如权利要求1前序部分所述的轮胎压力调节设备，结合该权利要求特征部分所述的特征得以实现。在方法技术方面，此目的通过权利要求6得以实现。关于包括轮胎压力调节设备的商用车挂车则参见权利要求8。相应后继的从属权利要求反映了本发明的一些有益的发展设计。
本发明包含的技术教导是，压缩机装置为了产生轮胎充气压力是通过如下方式由车轮的机械旋转运动驱动的：设置在压缩机装置与车轮之间的传动装置将车轮的旋转的驱动运动传递至压缩机装置的驱动轴。
本发明的解决方案的优点尤其在于，利用了在车辆运动中本来就存在的车轮旋转运动，方式是：将该旋转运动经由传动装置分支出来，用以运行压缩机装置。由此，轮胎压力调节设备独立于系统压力ps并且还可以(根据压缩机装置的功率配置)具备更高的压力水平，从而最大可实现的轮胎充气压力pr可以大于系统压力ps，该系统压力则主要可以用来运行气动的制动设备和/或(弹性)悬架设备。
用于将车轮的机械旋转运动传递到压缩机装置的驱动轴上的传动装置例如可以构造为齿轮传动机构。这种实施方式适合于能够将传动装置安放在接近车轮的位置的情形。如果情况并非如此并且就这方面来说还要跨越较大的功率传递路途，则提出：将所述传动装置构造为链传动机构或带传动机构。如果不方便在轮胎压力调节设备的安装位置处安置运动的牵引器件，那么作为此外的另选方案而提出：将所述传动装置构造为液压泵-液压马达-组件系统。在此情况下，通过可固定布设安置于车辆的区域内的压力介质管路来实现流体的功率传递。该传动装置的液压泵部分于是可以安放在接近车轮的位置，而液压马达部分可以优选直接装配在传动装置的驱动轴上。
此外，也可以考虑将传动装置构造为发电机-电动机-组件系统。在此情况中，在车辆的区域内可布设电导线，用以进行功率传递。该传动装置的发电机部分可以安放在车轮的区域内，而电动机部分则可以安装在传动装置的驱动轴上。在所有这些情况下，传动装置确保能够实现可独立于车辆的系统压力网或车载供电网运行的轮胎压力调节设备，该轮胎压力调节设备能以简单方式按需控制地由车轮的运动驱动。
根据一种改进本发明的措施，提出：在压缩机装置的空气输出侧接有空气干燥器单元。该空气干燥器单元负责对由压缩机装置从大气中吸入的空气(在用它对所连接轮胎充气之前)进行干燥。如此干燥的压缩空气与未经干燥的压缩空气相比将轮胎压力调节设备内部的腐蚀降至最小程度。优选经过设置在压缩机单元进气侧的空气过滤器从大气中吸入空气。
为使轮胎压力调节设备只在需要时运行，提出：在传动装置与驱动该传动装置的车轮之间设置一个离合装置。优选由轮胎的压缩空气需求来实现对离合装置的操作。这意味着：当轮胎充气压力pr下降到低于界定的最低限度时，便接通在车轮与传动装置之间的离合器。与此相反，当轮胎充气压力pr达到确定的例如为9.5Bar的最大值时，则离合装置分离。这种技术方案提供了一种简单而稳健的、合乎需要的轮胎充气操控。作为此外的另选方案，也可以考虑通过电控制信号来操控所述离合装置，以使该离合装置在需要时运行。
此外，可以通过适当的传感机构，例如转数计，来监视传动装置的运行状态，以便测定是否存在车辆运动产生的机械驱动能。用于电气操控轮胎压力调节设备的上级控制系统可对该信息加以利用。毕竟，在本发明的解决方案中，车辆的运动是轮胎压力调节设备能够(优选通过闭合离合装置)运行的前提条件。
按照本发明的解决方案优选应用在商用车挂车中并在那里独立于经由联结部位输送的系统压力ps工作。与此不同，经由商用车挂车的联结部位则可以给气动的挂车制动设备提供系统压力ps。也可以考虑通过该中央压力接口同时运行气动的弹性悬架设备，以便在商用车挂车内实施气动的附加功能。
附图说明
下文借助唯一的附图随同对本发明优选实施例的说明一起详细地阐述另外一些改进本发明的措施。附图示出了安置在商用车挂车中的轮胎压力调节设备、挂车制动设备以及(弹性)悬架设备的示意图。
具体实施方式
根据附图，在仅示意性表示的商用车挂车1中设置有一个气动系统，该气动系统经由输入侧的联结部位2与(未进一步示出的)牵引车的气动系统相连接，其产生压缩空气的压缩机为商用车挂车1的气动系统提供最大8.5Bar的系统压力ps。经由分配阀3，首先为气动的挂车制动设备提供系统压力ps，该挂车制动设备包括一个用于贮备执行制动过程的压缩空气的储压器4以及一个制动阀装置5，经由该制动阀装置气动地操控(未进一步示出的)制动件。
在该实施例中，在联结部位2处除了气动的挂车制动设备之外还接有气动的悬架设备，该悬架设备包括一个(示例性示出的)用于车轴减震的空气弹簧气囊单元6，该空气弹簧气囊单元由弹簧水平阀单元7操控，该弹簧水平阀单元由储压器8供给压缩空气。在此，储压器8经由接在上游的限压阀9连接于系统压力ps。
独立于此，在商用车挂车1中还集成有轮胎压力调节设备，该轮胎压力调节设备包括一个用于依据负载给轮胎11填充压缩空气的调节阀装置10。由自给自足的压缩机装置12在调节阀装置10的输入侧提供压缩空气。压缩机装置12为了压缩从大气中吸入的空气而由车轮的机械旋转运动进行驱动。为此，设置在压缩机装置与车轮之间的传动装置13将车轮的旋转的驱动运动传递至压缩机装置12的驱动轴。
在该实施例中，传动装置13构造为液压泵-液压马达-组件系统，在该组件系统(未详细示出)中，液压泵安装在配备有轮胎11的车轮的轴上，而液压马达部分安装在压缩机装置12的驱动轴上。通过油循环管路(虚线)进行传递。
在压缩机装置12上，在空气输出侧接有一个空气干燥器单元14，以便充分干燥由压缩机装置12通过吸入周围空气所产生的压缩空气，然后才将压缩空气提供给调节阀装置10的供给压力接口，从而所述调节阀装置能够依据负载对与之在工作管路侧连接的轮胎11填充压缩空气。
在该实施例中，调节阀装置10以电气方式(点划线)操控离合装置15，该离合装置设置在压缩机单元12的驱动轴上，以便能够根据需要分离或接通驱动功率流。由此能够实现压缩机装置12合乎需要的运行。在该实施例中，离合装置15构造为气动先导控制的片式离合器。
本发明并不局限于前述的优选实施例。确切地说，也可以考虑由此得出的变型，这些变型也被囊括于后附权利要求的保护范围之内。于是，例如也可以通过轮胎10的压缩空气需求来进行对离合装置15的操控，在该轮胎内其压力水平以上述方式用作离合装置15的操控压力。此外，也可以按照其他结构型式来设计传动装置13，例如将其设计为齿轮传动机构。
附图标记列表
1 商用车挂车
2 联结部位
3 分配阀
4 储压器
5 制动阀装置
6 空气弹簧气囊单元
7 弹簧水平阀单元
8 储压器
9 压力调节阀
10 调节阀装置
11 轮胎
12 压缩机装置
13 传动装置
14 空气干燥器单元
15 离合装置