DE102007001056A1

DE102007001056A1 - Drucksteuervorrichtung für ein Fahrzeug

Info

Publication number: DE102007001056A1
Application number: DE102007001056A
Authority: DE
Inventors: Eduard Dr. Gerum; Otto Vollmer
Original assignee: Knorr Bremse Systeme fuer Nutzfahrzeuge GmbH
Current assignee: Knorr Bremse Systeme fuer Nutzfahrzeuge GmbH
Priority date: 2007-01-03
Filing date: 2007-01-03
Publication date: 2008-07-10
Anticipated expiration: 2027-01-04
Also published as: WO2008080945A1; DE102007001056B4

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Drucksteuervorrichtung (10-700) für ein Fahrzeug, insbesondere für ein Nutzfahrzeug, mit einer Ventileinrichtung (34-734), die zur Herstellung einer Verbindung zwischen einer Druckspeicherseite (14-714) und einer Steuerdruckseite (12-712) geöffnet und zur Unterbrechung der Verbindung geschlossen werden kann, wobei die Ventileinrichtung (34-734) ausgelegt ist, bei Druckbeaufschlagung zu schließen, wenn ein druckspeicherseitiger Druck größer als ein steuerdruckseitiger Druck ist. Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass Mittel (24-724) vorgesehen sind, über die die Ventileinrichtung (34-734) bei Vorliegen des druckspeicherseitigen Drucks, der größer als der steuerdruckseitige Druck ist, geöffnet werden oder geöffnet verbleiben kann.
Weiterhin bezieht sich die Erfindung auf ein Verfahren zur Steuerung einer Drucksteuervorrichtung (10-700).

Description

Die Erfindung betrifft eine Drucksteuervorrichtung für ein Fahrzeug, insbesondere für ein Nutzfahrzeug, mit einer Ventileinrichtung, die zur Herstellung einer Verbindung zwischen einer Druckspeicherseite und einer Steuerdruckseite geöffnet und zur Unterbrechung der Verbindung geschlossen werden kann, wobei die Ventileinrichtung ausgelegt ist, bei Druckbeaufschlagung zu schließen, wenn ein druckspeicherseitiger Druck größer als ein steuerdruckseitiger Druck ist.
Weiterhin bezieht sich die Erfindung auf ein Verfahren zur Steuerung einer Drucksteuervorrichtung für ein Fahrzeug, insbesondere für ein Nutzfahrzeug, mit einer Ventileinrichtung, die zur Herstellung einer Verbindung zwischen einer Druckspeicherseite und einer Steuerdruckseite geöffnet und zur Unterbrechung der Verbindung geschlossen wird, wobei die Ventileinrichtung ausgelegt ist, bei Druckbeaufschlagung zu schließen, wenn ein druckspeicherseitiger Druck größer als ein steuerdruckseitiger Druck ist.
Gattungsgemäße Drucksteuervorrichtungen beziehungsweise Systeme mit derartigen Drucksteuervorrichtungen in Fahrzeugen werden beispielsweise im Offroadbereich oder militärischen Bereich eingesetzt. Insbesondere dienen diese Drucksteuervorrichtungen dazu, Drücke in die Druckspeicherseite bildenden Reifen kontinuierlich zu steuern oder zu regeln, indem ein Druck in der Steuerdruckseite eingestellt wird. In speziellen Ausführungen können derartige Drucksteuervorrichtungen mit einer oder teilweise als eine Drehdurchführung ausgebildet werden, die zur Zufuhr von beispielsweise Druckluft von einer Achsseite als Steuerdruckseite zu dem rotierenden Reifen beziehungsweise Rad dient. Diese Ausführungen zur kontinuierlichen Drucksteuerung sind jedoch konstruktionsbedingt sehr aufwendig und damit äußerst kostspielig. Daher werden beispielsweise im Anhänger-Bereich kostengünstige Drucksteuervorrichtungen eingesetzt, die sich unter anderem dadurch auszeichnen, dass sie den Druck im Reifen nicht kontinuierlich messen, sondern nur in gewissen gesteuerten Zeitspannen. Außerhalb dieser Zeitspannen wird die Drehdurchführung nicht mit Druck beaufschlagt. Diese Art der Drucksteuerung gestattet eine einfachere Konstruktion für die Drehdurchführung, eine höhere Lebensdauer und geringere Leckverluste. Die Drucksteuervorrichtung umfasst üblicherweise auf der drehenden Seite beziehungsweise der Radseite eine Ventileinrichtung, die beispielsweise in der Form eines Rückschlagventils ausgebildet sein kann. Dieses Rückschlagventil beim Reifen ist üblicherweise ein Feder belastetes Rückschlagventil, welches nur mit einem erhöhten Druck auf der Achsseite bezüglich der Radseite geöffnet werden kann. Auch bei Vorliegen von gleichen Drücken auf der Druckspeicherseite beziehungsweise Radseite und der Steuerdruckseite beziehungsweise der Achsseite ist das Rückschlagventil üblicherweise geschlossen. Daher kann bei dieser Ausgestaltung der Drucksteuervorrichtung der Druck im Reifen nicht verringert werden; erst recht nicht, wenn der Druck im Reifen größer ist, als der an der Achsseite. Eine Anpassung des Reifendrucks an eine beispielsweise reduzierte Achslast in Verbindung mit der herkömmlichen Drucksteuereinrichtung ist damit nicht möglich.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die gattungsgemäßen Drucksteuervorrichtung und Verfahren derart weiterzubilden, dass eine Anpassung von Reifendrücken an Achslasten ermöglicht wird.
Diese Aufgabe wird durch die Merkmale der unabhängigen Ansprüche gelöst.
Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den abhängigen Ansprüchen.
Die erfindungsgemäße Drucksteuervorrichtung baut auf dem gattungsgemäßen Stand der Technik dadurch auf, dass Mittel vorgesehen sind, über die die Ventileinrichtung bei Vorliegen des druckspeicherseitigen Drucks, der größer als der steuerdruckseitige Druck ist, geöffnet werden oder geöffnet verbleiben kann. Vorzugsweise wird diese Drucksteuervorrichtung zur diskontinuierlichen Drucksteuerung/-regelung eines Reifendrucks eingesetzt. Dadurch kann insbesondere, wenn die Druckspeicherseite durch eine Reifenseite des Fahrzeugs ausgebildet wird, eine Druckabsenkung des Reifens ermöglicht werden, auch wenn der Reifendruck größer als der Steuerdruck ist. Somit kann die Druckabsenkung bei kostengünstigen Systemen mit derartigen Drucksteuervorrichtungen ermöglicht werden. Insbesondere in Verbindung mit Sattelzugmaschinen ist der Einsatz der erfindungsgemäßen Drucksteuervorrichtung besonders vorteilhaft, da diese stark schwankenden Beladungsverhältnissen unterworfen sind. Beispielsweise kann die Ventileinrichtung unter anderem als ein Rückschlagventil ausgeführt werden, bei dem die Mittel als eine Feder ausgebildet sind, die einen Kolben des Rückschlagventils entgegen den druckspeicherseitigen Druck und eine Schließfederkraft in eine Öffnungsrichtung drängt. Dabei ist das Rückschlagventil so auszulegen, dass es bei gleichem Druck auf der Seite des Reifens und auf der Steuerdruckseite, beispielsweise der Achsseite, geöffnet wird beziehungsweise geöffnet ist. Darüber hinaus ist das Rückschlagventil so auszulegen, dass es bei einem geringfügig höheren Druck im Reifen als bei der Achsseite schließt. Ein Differenzdruck zwischen diesen beiden Drücken kann beispielsweise erzeugt werden, wenn auf der Achse ein schneller Druckabfall erzeugt wird. Das Ventil verbleibt dann bei weiterem Druckabfall geschlossen, wodurch der Reifendruck konstant gehalten wird. Wird hingegen der Druck an der Achsseite ausgehend von dem Reifendruck langsam abgesenkt, so verbleibt das Rückschlagventil bis zu einem gewissen Grenzdifferenzdruck geöffnet. Dadurch kann der Reifendruck ebenfalls langsam abgesenkt werden, da die Achsseite bei diesen Druckverhältnissen als Entlüftung dienen kann. Wird der Grenzdifferenzdruck überschritten, so schließt das Rückschlagventil. Die Steuerung/Regelung des Luftdrucks kann vorzugsweise von einer elektronischen Steuereinrichtung vorgenommen werden. Insbesondere können weitere Kosten für die Drucksteuervorrichtung eingespart werden, wenn die elektronische Steuereinrichtung inklusive Magnetventil und Druckmessung nur einmal pro Fahrzeug ausgeführt wird. Mittels einer Umschalteinheit beziehungsweise Umschalteinrichtung kann in gewissen Zeitabständen auf einzelne Reifen umgeschaltet werden und bei dem entsprechenden Reifen je nach Bedarf der Druck erhöht oder abgesenkt werden.
Die erfindungsgemäße Drucksteuervorrichtung kann in vorteilhafter Weise derart weitergebildet werden, dass die Ventileinrichtung im Zusammenwirken mit den Mitteln in Abhängigkeit von einer Druckdifferenz zwischen dem druckspeicherseitigen Druck und dem steuerdruckseitigen Druck geöffnet werden oder geöffnet verbleiben kann. So können die Mittel bewirken, dass die Ventileinrichtung bis zu einem gewissen Grenzdifferenzdruck, der von der Auslegung der Ventileinrichtung und der Mittel abhängt, geöffnet bleibt. Wird der Grenzdifferenzdruck überschritten, bei spielsweise ist der druckspeicherseitige Druck um ein gewisses Ausmaß größer als der steuerdruckseitige Druck, so schließt die Ventileinrichtung.
In diesem Zusammenhang kann die erfindungsgemäße Drucksteuervorrichtung so ausgebildet werden, dass die Mittel ausgelegt sind, die Ventileinrichtung in geöffneter Stellung zu arretieren, bis die Druckdifferenz eine vorbestimmte Druckdifferenz überschreitet.
Weiterhin kann die erfindungsgemäße Drucksteuervorrichtung so verwirklicht werden, dass die Mittel durch eine Kugelsperre oder eine Umschnapptellerfeder ausgebildet werden. Dadurch wird beispielsweise ein Ventilkolben der Ventileinrichtung, der zum Herstellen und Unterbrechen der Verbindung dient, in einer die Verbindung herstellenden Stellung gehalten, bis die Druckdifferenz das Ausmaß erreicht hat, um die Arretierkraft der Kugelsperre oder der Umschnapptellerfeder zu überwinden.
In einer alternativen Ausführungsform wird die erfindungsgemäße Drucksteuervorrichtung derart realisiert, dass die Mittel ausgelegt sind, mit der Ventileinrichtung derart zusammenzuwirken, dass sie öffnet oder schließt, wenn die Druckdifferenz eine vorbestimmte Druckdifferenz unter- oder überschreitet.
Vorzugsweise kann die erfindungsgemäße Drucksteuervorrichtung in diesem Fall so ausgebildet werden, dass die Mittel durch zumindest ein Element aus einer Feder, insbesondere einer Spiralfeder, oder einem Dauermagneten ausgebildet werden.
Ferner kann die erfindungsgemäße Drucksteuervorrichtung so weitergebildet werden, dass die Ventileinrichtung derart ausgelegt ist, dass sie bei gleichen druckspeicherseitigen und steuerdruckseitigen Drücken im Zusammenwirken mit den Mitteln öffnet.
Vorzugsweise wird die erfindungsgemäße Drucksteuervorrichtung derart umgesetzt, dass der druckspeicherseitige Druck ein Reifendruck und der druckquellenseitige Druck ein achsseitiger Druck ist.
Das erfindungsgemäße Verfahren zur Steuerung einer Drucksteuervorrichtung baut auf dem gattungsgemäßen Stand der Technik dadurch auf, dass die Ventileinrichtung durch Mittel geöffnet oder offen gehalten wird, wenn der druckspeicherseitige Druck größer als der steuerdruckseitige Druck ist. Dadurch ergeben sich die im Zusammenhang mit der erfindungsgemäßen Drucksteuervorrichtung genannten Vorteile in ähnlicher oder gleicher Weise, weshalb zur Vermeidung von Wiederholungen auf die entsprechenden Ausführungen im Zusammenhang mit der erfindungsgemäßen Drucksteuervorrichtung verwiesen wird.
Gleiches gilt sinngemäß für die folgenden bevorzugten Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Verfahrens, wes halb zur Vermeidung von Wiederholungen auch diesbezüglich auf die entsprechenden Ausführungen im Zusammenhang mit der erfindungsgemäßen Drucksteuervorrichtung verwiesen wird.
Das erfindungsgemäße Verfahren kann in vorteilhafter Weise so weitergebildet sein, dass die Ventileinrichtung im Zusammenwirken mit den Mitteln in Abhängigkeit von einer Druckdifferenz zwischen dem druckspeicherseitigen Druck und dem steuerdruckseitigen Druck geöffnet oder offen gehalten wird.
Weiterhin kann das erfindungsgemäße Verfahren derart ausgeführt sein, dass die Ventileinrichtung in geöffneter Stellung arretiert wird, bis die Druckdifferenz eine vorbestimmte Druckdifferenz überschreitet.
Darüber hinaus kann das erfindungsgemäße Verfahren so ausgestaltet werden, dass die Ventileinrichtung über die Mittel offen gehalten wird, die durch eine Kugelsperre oder eine Umschnapptellerfeder ausgebildet werden.
Alternativ kann das erfindungsgemäße Verfahren derart verwirklicht werden, dass die Mittel mit der Ventileinrichtung derart zusammenwirken, dass sie öffnet oder schließt, wenn die Druckdifferenz eine vorbestimmte Druckdifferenz unter- oder überschreitet.
Ferner kann das erfindungsgemäße Verfahren so weitergebildet werden, dass die Ventileinrichtung über die Mittel, die durch zumindest ein Element aus einer Feder, insbesondere einer Spiralfeder, oder einem Dauermagneten ausgebildet werden, geöffnet oder geschlossen wird.
Vorzugsweise wird das erfindungsgemäße Verfahren derart realisiert, dass die Ventileinrichtung im Zusammenwirken mit den Mitteln geöffnet wird, wenn der druckspeicherseitige Druck gleich dem steuerdruckseitigen Druck ist.
Weiterhin kann das erfindungsgemäße Verfahren in besonders bevorzugter Weise so umgesetzt werden, dass der druckspeicherseitige Druck als ein Reifendruck und der druckquellenseitige Druck als ein achsseitiger Druck vorgesehen sind.
Die Erfindung wird nun mit Bezug auf die begleitenden Zeichnungen anhand bevorzugter Ausführungsformen beispielhaft erläutert.
Es zeigen:
1 eine Schnittdarstellung der erfindungsgemäßen Drucksteuervorrichtung gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel der Erfindung, die zur Druckführung des erfindungsgemäßen Verfahrens geeignet ist;
2 eine Teilschnittdarstellung der erfindungsgemäßen Drucksteuervorrichtung mit geöffneter Stellung des Ventils gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel der Erfindung;
3 eine Schnittdarstellung der erfindungsgemäßen Drucksteuervorrichtung gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel der Erfindung;
4 eine Schnittdarstellung der erfindungsgemäßen Drucksteuervorrichtung gemäß einem dritten Ausführungsbeispiel der Erfindung;
5 eine Schnittdarstellung der erfindungsgemäßen Drucksteuervorrichtung gemäß einem vierten Ausführungsbeispiel der Erfindung;
6 eine Schnittdarstellung der erfindungsgemäßen Drucksteuervorrichtung gemäß einem fünften Ausführungsbeispiel der Erfindung;
7 eine Schnittdarstellung der erfindungsgemäßen Drucksteuervorrichtung gemäß einem sechsten Ausführungsbeispiel der Erfindung;
8 eine Schnittdarstellung der erfindungsgemäßen Drucksteuervorrichtung gemäß einem siebten Ausführungsbeispiel der Erfindung; und
9 eine Schnittdarstellung der erfindungsgemäßen Drucksteuervorrichtung gemäß einem achten Ausführungsbeispiel der Erfindung.
1 zeigt eine Schnittdarstellung der erfindungsgemäßen Drucksteuervorrichtung 10 gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel der Erfindung, die zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens geeignet ist. Im dargestellten Fall umfasst die Drucksteuereinrichtung 10 eine Ventileinrichtung 34. Die Ventileinrichtung 34 ist einerseits mit einer Steuerdruckseite 12 (rechts in 1) und andererseits mit einer Druckspeicherseite 14 (links in 1) verbunden. In diesem Ausführungsbeispiel wird die Steuerdruckseite 12 durch eine Achsdruckseite eines Fahrzeugs gebildet, wohingegen die Druckspeicherseite 14 durch eine Reifendruckseite gebildet wird. Um eine Verbindung zwischen beiden Druckseiten 12, 14 herstellen und unterbrechen zu können, umfasst die Ventileinrichtung 34 einen Ventilkolben 20. Der Ventilkolben 20 ist innerhalb von miteinander gekoppelten Ventilgehäusen 16, 18 in dessen Axialrichtung bewegbar gelagert. Dabei bilden die Ventilgehäuse 16, 18 einen Verbindungsdurchgang zwischen den beiden Druckseiten 12, 14 aus. Im geschlossen, die Verbindung beider Druckseiten 12, 14 unterbrechenden Zustand der Ventileinrichtung 34 ist der Ventilkolben 20 mit einem daran vorgesehenen Dichtungsring 30 mit einem Ventilsitz 38 in Berührung, der durch das Ventilgehäuse 16 ausgebildet wird. Zusätzlich ist die Verbindung bei dieser Stellung des Ventilkolbens 20 durch eine an dem Ventilgehäuse 18 axial unbeweglich vorgesehene O-Ringdichtung 40, die mit dem Ventilkolben 20 in Berührung steht, unterbrochen. Die O-Ringdichtung 40 ist in dieser Stellung des Ventilkolbens 20 an einem Kolbenabschnitt 42 mit einem größeren Durchmesser im Vergleich zu einem diesem benachbarten Kolbenabschnitt 36 mit kleinem Durchmesser in Berührung. Benachbart zu dem Kolbenabschnitt 36 mit kleinem Durchmesser ist wiederum ein Kolbenabschnitt mit größerem Durchmesser. Dieser Kolbenabschnitt steht permanent mit einer Kugelsperre 24 in Berührung, die in dem Ventilgehäuse 16 angeordnet ist und zumindest eine Kugel 28 durch eine Vorspannfeder 26 gegen diesen Kolbenabschnitt vorspannt. Weiterhin ist eine Ventilkolbenaussparung 32 benachbart zu dem mit der Kugelsperre 24 in Berührung stehenden Ventilkolbenabschnitt vorgesehen, die um den Umfang des Ventilkolbens 20 ausgebildet ist. Darüber hinaus ist eine Ventilschließfeder 22 an dem Ventilgehäuse 18 angeordnet, die den Ventilkolben 20 in Richtung zu dem Ventilsitz 38 drängt.
Im Folgenden wird der Betrieb der erfindungsgemäßen Drucksteuervorrichtung 10 beschrieben. Zunächst wird davon ausgegangen, dass der Druck an der Druckspeicherseite 14 größer als der Druck an der Steuerdruckseite 12 ist. Dabei ist der Druck an der Steuerdruckseite 12 so klein, dass ein Differenzdruck zwischen beiden Druckseiten 12, 14 groß ist und über einem Grenzdifferenzdruck liegt. In diesem Fall bleibt die Verbindung zwischen beiden Druckseiten 12, 14 unterbrochen und damit die Ventileinrichtung 34 geschlossen, wie in 1 dargestellt ist. Dies wird durch entsprechende Auslegung der in Axialrichtung projizierten Kolbenflächen und der Ventilschließfeder 22 bewerkstelligt.
Erfolgt ein Druckaufbau beziehungsweise eine schnelle oder langsame Druckerhöhung an der Steuerdruckseite 12, so wird die Druckdifferenz zwischen der Steuerdruckseite 12 und der Druckspeicherseite 14 verringert. Ist die Druckdifferenz schließlich Null beziehungsweise näherungsweise Null, so öffnet die Ventileinrichtung 34 aufgrund deren Auslegung von Ventilkolben 20 und Ventilschließfeder 22. Die geöffnete Stellung der Ventileinrichtung 34 ist in 2 dargestellt. Der Ventilkolben 20 bewegt sich in Richtung der Druckspeicherseite 14 entgegen der Federkraft der Ventilschließfeder 22 und der durch die Druckspeicherseite 14 hervorgerufenen Druckkraft (nach links in 1 oder 2), wodurch sich der Dichtungsring 30 von dem Ventilsitz 38 löst. Weiterhin verschiebt sich der Ventilkolben 20 derart, dass die Berührung der O-Ringdichtung 40 mit dem Kolbenabschnitt 42 mit großem Durchmesser nicht mehr besteht. Die O-Ringdichtung 40 liegt in dieser Stellung dem Kolbenabschnitt 36 mit kleinem Durchmesser gegenüber, ohne diesen zu berühren. Daher sind beide Druckseiten 14, 12 miteinander verbunden.
In diesem Zustand der Ventileinrichtung 34 bestehen nun mehrere Möglichkeiten, weiter zu verfahren. Wird ledig lich der Druck in der Druckspeicherseite 14 gemessen, so wird der Druck an der Steuerdruckseite 12 schnell verringert. Dadurch bleibt der Druck an der Druckspeicherseite 14 beziehungsweise im Reifen des Fahrzeugs erhalten. Vorzugsweise wird der Druck an der Steuerdruckseite 12 in diesem Fall schnell auf Null abgebaut. Dadurch steigt die Druckdifferenz stark beziehungsweise schnell an und die Ventileinrichtung 34 schließt. Darüber hinaus besteht die Möglichkeit, den Druck an der Steuerdruckseite 12 zu erhöhen, wodurch der Reifendruck erhöht wird. Anschließend wird der Druck an der Steuerdruckseite wieder rasch, wie vorstehend beschreiben, abgebaut, um den Druck an der Druckspeicherseite 14 aufrechtzuerhalten. Weiterhin besteht die Möglichkeit, die erfindungsgemäße Drucksteuervorrichtung 10 mit der Ventileinrichtung 34 so zu steuern, dass der Druck an der Druckspeicherseite 14 verringert beziehungsweise der Druck im Reifen reduziert wird. Dazu wird, wie vorstehend erwähnt, der Druck an der Steuerdruckseite 12 bis Erreichen des Drucks an der Druckspeicherseite 14 erhöht, so dass die Ventileinrichtung 34, wie in 2 gezeigt, öffnet und die Verbindung herstellt, wobei 2 lediglich eine Teilschnittdarstellung der erfindungsgemäßen Drucksteuervorrichtung 10 mit geöffneter Stellung des Ventils gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel der Erfindung zeigt. Dabei befindet sich die Kugelsperre 24 mit deren zumindest einen Kugel 28 in der Ventilkolbenaussparung 32. Anschließend wird unverzüglich an der Steuerdruckseite 12 der Druck abgebaut beziehungsweise ein Entlüftungsvorgang wird einge leitet. Dabei erfolgt der Druckabbau so langsam, dass der Ventilkolben 20 durch die Kugelsperre 24 in der geöffneten Stellung arretiert beziehungsweise festgehalten wird. Durch den entsprechend langsamen Druckabbau kann eine gewünschte Luftmenge aus der Druckspeicherseite 14 beziehungsweise dem Reifen entweichen. Die Ventileinrichtung 34 schaltet erst um beziehungsweise der Ventilkolben 20 bewegt sich erst in Richtung der Steuerdruckseite 12, wenn die Druckdifferenz entsprechend groß und die Arretierwirkung beziehungsweise Arretierungskraft durch die Kugelsperre 24 überwunden werden kann. Das heißt, die auf den Ventilkolben 20 resultierende Kraft von der Ventilschließfeder 22 und dem Druck der Druckspeicherseite 14 muss größer werden als die resultierende Kraft von der Kugelsperre 24 und dem Druck der Steuerdruckseite 12. Der Druckabbau an der Steuerdruckseite 12 ist dabei so zu wählen, dass der für das Umschalten des Ventilkolbens 20 erforderliche Differenzdruck erst nach der gewünschten Zeit (Zeitspanne, in der der Reifendruck reduziert wird) erreicht wird. In diesem Zusammenhang ist ebenso denkbar, den Druckabbau an der Druckspeicherseite 14 mehrmals hintereinander wiederholt durchzuführen, um die gewünschte Druckreduzierung an der Druckspeicherseite 14 beziehungsweise im Reifen zu erreichen. Somit können unterschiedliche zeitliche Druckabsenkungen entweder zum Aufrechterhalten des Drucks an der Druckspeicherseite 14 beziehungsweise im Reifen oder zur Druckabsenkung an der Druckspeicherseite 14 und damit zum Entlüften des Reifens über die Steuerdruckseite 12 genutzt werden. Dabei kann die Steuerung oder Regelung der Druckabsenkung an der Steuerdruckseite 12 von einer dem Fachmann bekannten elektronischen Steuereinrichtung, beispielsweise mit ECU, Speicher, etc., vorgenommen werden.
3 zeigt eine Schnittdarstellung der erfindungsgemäßen Drucksteuervorrichtung 100 gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel der Erfindung. Bei der Beschreibung dieses sowie der folgenden weiteren Ausführungsbeispiele wird zur Vermeidung von Wiederholungen lediglich auf die wesentlichen Unterschiede eingegangen, wobei ähnliche oder gleiche Komponenten mit ähnlichen Bezugszeichen versehen sind. Bei der erfindungsgemäßen Drucksteuervorrichtung 100 gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel ist anstelle der Kugelsperre 24 des ersten Ausführungsbeispiels eine umschnappbare Tellerfeder 124 in dem Ventilgehäuse 116 vorgesehen. Daher muss beim Herstellen der Verbindung zwischen den Druckseiten 112, 114 die Kraft beziehungsweise Umschnappkraft der Tellerfeder 124 überwunden werden. Gleiches gilt ebenso für das Unterbrechen der Verbindung, wobei in der Zeitspanne bis zur Überwindung der Umschnappkraft der Tellerfeder 124 der Druckabbau an der Druckspeicherseite 114 beziehungsweise im Reifen erfolgen kann. Daher ist die Umschnapptellerfeder 124 so auszulegen, dass deren Umschnappkraft größer als die Schließkraft der Ventilschließfeder 122 ist. Ansonsten gleicht dieses Ausführungsbeispiel dem ersten Ausführungsbeispiel.
4 zeigt eine Schnittdarstellung der erfindungsgemäßen Drucksteuervorrichtung 200 gemäß einem dritten Ausführungsbeispiel der Erfindung. Dieses Ausführungsbeispiel unterscheidet sich von dem zweiten Ausführungsbeispiel darin, dass die umschnappbare Tellerfeder 124 durch einen Dauermagneten 224 ersetzt wurde. Der Dauermagnet 224 ist axial einem sich von dem Ventilkolben 220 radial erstreckenden Kolbenabschnitt 242 aus magnetischem Material, beispielsweise Stahl, benachbart. Dadurch übt der Dauermagnet 224 eine Zugkraft in Richtung der Druckspeicherseite 214 auf den Ventilkolben 220 aus, die so auszulegen ist, dass sie größer als die Schließkraft der Ventilschließfeder 222 ist. In diesem Fall verbleibt die Ventileinrichtung 234 solange geöffnet, bis die Druckdifferenz zwischen der Druckspeicherseite 214 und der Steuerdruckseite 212 eine Grenzdruckdifferenz überschritten hat. Dabei ist der Dauermagnet 224 so auszulegen, dass er eine größere Kraft in Richtung der Druckspeicherseite 214 auf den Ventilkolben 220 ausübt, als die der Ventilschließfeder 222 in Richtung der Steuerdruckseite 212. Ansonsten gleicht dieses Ausführungsbeispiel dem zweiten Ausführungsbeispiel.
5 zeigt eine Schnittdarstellung der erfindungsgemäßen Drucksteuervorrichtung 300 gemäß einem vierten Ausführungsbeispiel der Erfindung. Dieses Ausführungsbeispiel gleicht im Wesentlichen dem ersten Ausführungsbeispiel, jedoch wurde die O-Ringdichtung 40 an dem Ventilkolben 20 durch ein Ein-/Auslassventil 330 ersetzt. Das Ein-/Auslassventil 330 umfasst einen Ventilkörper 340, der in Axialrichtung des Ventilkolbens 320 in dem Ventilgehäuse 318 bewegbar gelagert ist. Weiterhin ist der Ventilkörper 340 mit einer Feder gegen einen in dem Ventilgehäuse 318 ausgebildeten Ventilsitz 338 zum Unterbrechen der Verbindung in Richtung der Steuerdruckseite 312 vorgespannt. Darüber hinaus drängt eine an dem Ventilkörper 340 vorgesehene Ventilschließfeder 322 den Ventilkolben 320 in Richtung der Steuerdruckseite 312. Bewegt sich der Ventilkolben 320 in Richtung der Druckspeicherseite 314 beziehungsweise nach links in 5, so stellt der Ventilkörper 340 die Verbindung erst her, wenn ein Ventilkolbenanschlag 344 den Ventilkörper 340 von dem Ventilsitz 338 wegschiebt. Bei weiterer Bewegung des Ventilkolbens 320 in Richtung der Druckspeicherseite 314 bewegt sich der Ventilkörper 340 zusammen mit dem Ventilkolben 320. Ansonsten entspricht dieses Ausführungsbeispiel dem ersten Ausführungsbeispiel. Alternativ können bei dem vierten Ausführungsbeispiel auch anstelle der Kugelsperre 324 die umschnappbare Tellerfeder oder der Dauermagnet des zweiten und dritten Ausführungsbeispiels verwendet werden.
6 zeigt eine Schnittdarstellung der erfindungsgemäßen Drucksteuervorrichtung 400 gemäß einem fünften Ausführungsbeispiel der Erfindung. Dieses Ausführungsbeispiel entspricht im Wesentlichen dem zweiten Ausführungsbeispiel, wobei der Ventilkolben 420 anstelle des Dichtungsrings 130 mit einem halbkugelförmigen Ventilkolben abschnitt zum Unterbrechen der Verbindung ausgebildet ist. Weiterhin wurde auch die O-Ringdichtung 140 weggelassen, so dass lediglich der halbkugelförmige Ventilkolbenabschnitt zur Unterbrechung und Herstellung der Verbindung vorgesehen ist. Ansonsten ist der Ventilkolben 420 wie auch bei dem zweiten Ausführungsbeispiel mit einer umschnappbaren Tellerfeder 424 ausgestattet. Aufgrund dieser Ausgestaltung der Ventileinrichtung 434 ist im Vergleich zu den vorhergehenden Ausführungsbeispielen eine Anpassung des zeitlichen Druckauf- und abbaus an der Steuerdruckseite 412 erforderlich, um bestimmte Druckdifferenzen zu erhalten. Vorzugsweise wird der Druckaufbau an der Steuerdruckseite 412 in diesem Fall schnell oder zumindest zügig vorgenommen.
7 zeigt eine Schnittdarstellung der erfindungsgemäßen Drucksteuervorrichtung 500 gemäß einem sechsten Ausführungsbeispiel der Erfindung. Dieses Ausführungsbeispiel entspricht im Wesentlichen dem fünften Ausführungsbeispiel mit der Ausnahme, dass der Dauermagnet 524 anstelle der umschnappbaren Tellerfeder 424 vorgesehen ist.
8 zeigt eine Schnittdarstellung der erfindungsgemäßen Drucksteuervorrichtung 600 gemäß einem siebten Ausführungsbeispiel der Erfindung. Die Ventileinrichtung 634 umfasst im dargestellten Fall die Ventilgehäuse 616 und 618, die miteinander gekoppelt sind. Zwischen den Ventilgehäusen 616, 618 ist eine Membran 630 derart zwischengelegt, dass die Verbindung zwischen der Steuerdruckseite 612 und der Druckspeicherseite 614 unterbrochen und hergestellt wird kann. Um die Membran 630 zu veranlassen, dass die Verbindung unterbrochen wird, ist ein aus Stahl ausgebildeter Ventilkolben 620 vorgesehen, der in einem Druckspeicherseitenabzweigungskanal 622 bewegbar gelagert und mit dem Druck der Druckspeicherseite 614 beaufschlagbar ist, um gegen die Membran 630 zum Unterbrechen der Verbindung zu drücken. Weiterhin ist ein mit Durchgangslöchern versehener Dauermagnet 624 in dem Druckspeicherseitenabzweigungskanal 622 so vorgesehen, dass der Ventilkolben 620 zwischen der Membran 630 und dem Dauermagneten 624 angeordnet ist. Der Dauermagnet 624 übt dabei eine Zugkraft auf den Ventilkolben 620 weg von der Membran 630 aus. Damit wirken zum Herstellen der Verbindung der Druck der Steuerdruckseite 612 und der Druck der Druckspeicherseite 614 über die Membran 630 auf eine gemeinsame Wirkfläche 644 des Ventilkolbens 620, jedoch in unterschiedlichen Verhältnissen bezüglich der Wirkfläche 644 des Ventilkolbens 620. Weiterhin wirkt die Zugkraft des Dauermagneten 624 auf den Ventilkolben 620, um diesen in eine Öffnungsrichtung beziehungsweise zur Herstellung der Verbindung zu bewegen. Entgegen der Öffnungsrichtung beziehungsweise in Schließrichtung wirkt auf eine weitere Wirkfläche 646 des Ventilkolbens 620, die der Wirkfläche 644 gegenüberliegt, der Druck der Druckspeicherseite 614. Durch entsprechende Auslegung beider Wirkflächen 644, 646, insbesondere durch Auslegung der Anteile der auf die Wirkfläche 644 wirkenden Drücke der Druckspeicherseite 614 und der Steuerdruckseite 612, und der Zugkraft des Dauermagneten 624 kann eine Verbindung bei Druckseiten 612, 614 hergestellt werden, auch wenn der Druck an der Druckspeicherseite 614 größer ist als der Druck an der Steuerdruckseite 612.
9 zeigt eine Schnittdarstellung der erfindungsgemäßen Drucksteuervorrichtung 700 gemäß einem achten Ausführungsbeispiel der Erfindung. Dieses Ausführungsbeispiel entspricht im Wesentlichen dem sechsten Ausführungsbeispiel, wobei anstelle des Dauermagneten 524 eine Spiralfeder 724 vorgesehen ist, die den Ventilkolben 720 in Richtung der Druckspeicherseite 714 drängt.
Die in der vorstehenden Beschreibung, in den Zeichnungen sowie in den Ansprüchen offenbarten Merkmale der Erfindung können sowohl einzeln als auch in beliebiger Kombination für die Verwirklichung der Erfindung wesentlich sein.

10: Drucksteuervorrichtung
12: Steuerdruckseite
14: Druckspeicherseite
16: Ventilgehäuse
18: Ventilgehäuse
20: Ventilkolben
22: Ventilschließfeder
24: Kugelsperre
26: Vorspannfeder
28: Kugel
30: Dichtungsring
32: Ventilkolbenaussparung
34: Ventileinrichtung
36: Ventilkolbenabschnitt mit kleinem Durchmesser
38: Ventilsitz
40: O-Ringdichtung
42: Ventilkolbenabschnitt mit großem Durchmesser
100: Drucksteuervorrichtung
112: Steuerdruckseite
114: Druckspeicherseite
122: Ventilschließfeder
124: Umschnapp-Tellerfeder
130: Dichtungsring
134: Ventileinrichtung
140: O-Ringdichtung
200: Drucksteuervorrichtung
212: Steuerdruckseite
214: Druckspeicherseite
220: Ventilkolben
222: Ventilschließfeder
224: Dauermagnet
234: Ventileinrichtung
242: radial erstreckender Kolbenabschnitt
300: Drucksteuervorrichtung
312: Steuerdruckseite
314: Druckspeicherseite
320: Ventilkolben
322: Ventilschließfeder
324: Kugelsperre
330: Ein-/Auslassventil
334: Ventileinrichtung
338: Ventilsitz
340: Ventilkörper
344: Ventilkolbenanschlag
400: Drucksteuervorrichtung
412: Steuerdruckseite
414: Druckspeicherseite
420: Ventilkolben mit halbkugelförmigem Kolbenabschnitt
422: Ventilschließfeder
424: Umschnapp-Tellerfeder
434: Ventileinrichtung
500: Drucksteuervorrichtung
524: Dauermagnet
534: Ventileinrichtung
600: Drucksteuervorrichtung
612: Steuerdruckseite
614: Druckspeicherseite
616: Ventilgehäuse
618: Ventilgehäuse
620: Ventilkolben
622: Druckspeicherseitenabzweigungskanal
624: Dauermagnet
630: Membran
634: Ventileinrichtung
644: Wirkfläche des Ventilkolbens
646: Wirkfläche des Ventilkolbens
700: Drucksteuervorrichtung
712: Steuerdruckseite
714: Druckspeicherseite
720: Ventilkolben mit halbkugelförmigem Kolbenabschnitt
722: Ventilschließfeder
724: Spiralfeder
734: Ventileinrichtung

Claims

Drucksteuervorrichtung (10–700) für ein Fahrzeug, insbesondere für ein Nutzfahrzeug, mit einer Ventileinrichtung (34–734), die zur Herstellung einer Verbindung zwischen einer Druckspeicherseite (14–714) und einer Steuerdruckseite (12–712) geöffnet und zur Unterbrechung der Verbindung geschlossen werden kann, wobei die Ventileinrichtung (34–734) ausgelegt ist, bei Druckbeaufschlagung zu schließen, wenn ein druckspeicherseitiger Druck größer als ein steuerdruckseitiger Druck ist, dadurch gekennzeichnet, dass Mittel (24–724) vorgesehen sind, über die die Ventileinrichtung (34–734) bei Vorliegen des druckspeicherseitigen Drucks, der großer als der steuerdruckseitige Druck ist, geöffnet werden oder geöffnet verbleiben kann.
Drucksteuervorrichtung (10–700) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Ventileinrichtung (34–734) im Zusammenwirken mit den Mitteln (24–724) in Abhängigkeit von einer Druckdifferenz zwischen dem druckspei cherseitigen Druck und dem steuerdruckseitigen Druck geöffnet werden oder geöffnet verbleiben kann.
Drucksteuervorrichtung (10; 324) nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Mittel (24; 324) ausgelegt sind, die Ventileinrichtung (34; 334) in geöffneter Stellung zu arretieren, bis die Druckdifferenz eine vorbestimmte Druckdifferenz überschreitet.
Drucksteuervorrichtung (10; 324) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Mittel (24; 324) durch eine Kugelsperre (24; 324) oder eine Umschnapptellerfeder (124; 424) ausgebildet werden.
Drucksteuervorrichtung (100; 200; 400; 500; 600; 700) nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Mittel (124; 224; 424; 524; 624; 724) ausgelegt sind, mit der Ventileinrichtung (134; 234; 434; 534; 634; 734) derart zusammenzuwirken, dass sie öffnet oder schließt, wenn die Druckdifferenz eine vorbestimmte Druckdifferenz unter- oder überschreitet.
Drucksteuervorrichtung (100; 200; 400; 500; 600; 700) nach einem der Ansprüche 1, 2 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Mittel (124; 224; 424; 524; 624; 724) durch zumindest ein Element aus einer Feder, insbesondere einer Spiralfeder (724), oder einem Dauermagneten (224; 524; 624) ausgebildet werden.
Drucksteuervorrichtung (10–700) nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Ventileinrichtung (34–734) derart ausgelegt ist, dass sie bei gleichen druckspeicherseitigen und steuerdruckseitigen Drücken im Zusammenwirken mit den Mitteln (24–724) öffnet.
Drucksteuervorrichtung (10–700) nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der druckspeicherseitige Druck ein Reifendruck und der druckquellenseitige Druck ein achsseitiger Druck ist.
Verfahren zur Steuerung einer Drucksteuervorrichtung (10–700) für ein Fahrzeug, insbesondere für ein Nutzfahrzeug, mit einer Ventileinrichtung (34–734), die zur Herstellung einer Verbindung zwischen einer Druckspeicherseite (14–714) und einer Steuerdruckseite (12–712) geöffnet und zur Unterbrechung der Verbindung geschlossen wird, wobei die Ventileinrichtung (34–734) ausgelegt ist, bei Druckbeaufschlagung zu schließen, wenn ein druckspeicherseitiger Druck größer als ein steuerdruckseitiger Druck ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Ventileinrichtung (34–734) durch Mittel (24–724) geöffnet oder offen gehalten wird, wenn der druckspeicherseitige Druck größer als der steuerdruckseitige Druck ist.
Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Ventileinrichtung (34–734) im Zusammenwirken mit den Mitteln (24–724) in Abhängigkeit von einer Druckdif ferenz zwischen dem druckspeicherseitigen Druck und dem steuerdruckseitigen Druck geöffnet oder offen gehalten wird.
Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Ventileinrichtung (34; 334) in geöffneter Stellung arretiert wird, bis die Druckdifferenz eine vorbestimmte Druckdifferenz überschreitet.
Verfahren nach einem der Ansprüche 9 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Ventileinrichtung (34; 334) über die Mittel (24; 324), die durch eine Kugelsperre (24; 324) oder eine Umschnapptellerfeder (124; 424) ausgebildet werden, offen gehalten wird.
Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Mittel (124; 224; 424; 524; 624; 724) mit der Ventileinrichtung (134; 234; 434; 534; 634; 734) derart zusammenwirken, dass sie öffnet oder schließt, wenn die Druckdifferenz eine vorbestimmte Druckdifferenz unter- oder überschreitet.
Verfahren nach einem der Ansprüche 9, 10 oder 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Ventileinrichtung (134; 234; 434; 534; 634; 734) durch die Mittel (124; 224; 424; 524; 624; 724), die durch zumindest ein Element aus einer Feder, insbesondere einer Spiralfeder (724), oder einem Dauermagneten (224; 524; 624) ausgebildet werden, geöffnet oder geschlossen wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 9 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Ventileinrichtung (34–734) im Zusammenwirken mit den Mitteln (24–724) geöffnet wird, wenn der druckspeicherseitige Druck gleich dem steuerdruckseitigen Druck ist.
Verfahren nach einem der Ansprüche 9 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass der druckspeicherseitige Druck als ein Reifendruck und der druckquellenseitige Druck als ein achsseitiger Druck vorgesehen sind.