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Stand der Technik
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Die Erfindung betrifft einen Druckluftkompressor zum Befüllen von Fahrzeugreifen gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 sowie eine Vorrichtung zum Befüllen von Fahrzeugreifen mit Druckluft gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 2.
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Heutige Fahrzeuge fahren in der Regel mit schlauchlosen Reifen, die mit Druckluft befüllt sind. Bei zu niedrigem Reifendruck können die Reifen aus einer externen Druckluftquelle, wie zum Beispiel einem Druckluftgerät, oder aus einer an Bord befindlichen Druckluftquelle befüllt werden. In den Schriften
EP 1 607 244 61 ,
EP 1 737 683 B1 und
CN 101108576 A sind verschiedene Füllvorrichtungen zum Befüllen von Fahrzeugreifen beschrieben.
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Reifen-Füllvorrichtungen benötigen grundsätzlich einen Druckluftkompressor zum Erzeugen von Druckluft. Der Druckluftkompressor kann dabei entweder in einer externen Befüllstation oder im Fahrzeug angeordnet sein. Füllvorrichtungen mit einem an Bord befindlichen Druckluftkompressor arbeiten häufig automatisch und sind daher wesentlich komfortabler, aber auch wesentlich aufwändiger und teurer.
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Offenbarung der Erfindung
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Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen Druckluftkompressor zum Einsatz an Bord eines Fahrzeugs zu schaffen, der weniger Konstruktions- und Kostenaufwand mit sich bringt.
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Gelöst wird diese Aufgabe gemäß der Erfindung durch die im Patentanspruch 1 und im Patentanspruch 2 angegebenen Merkmale. Weitere Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand von Unteransprüchen.
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Gemäß der Erfindung wird vorgeschlagen, den Motor einer Hydraulikpumpe der Bremsanlage auch als Antrieb für den Druckluftkompressor zu nutzen. Somit kann ein zusätzlicher Antrieb für den Druckluftkompressor eingespart werden. Das erfindungsgemäße Prinzip kann z. B. mit einem kombinierten Hydraulik/Pneumatik-Modul realisiert werden, das sowohl zum Aufbau von hydraulischem Bremsdruck als auch zur Erzeugung von Druckluft ausgelegt ist. Das kombinierte hydraulisch/pneumatische Modul hat auch den Vorteil, dass Sicherheitsnormen für die Bremsanlage und für das Reifenfüllsystem, die bislang für jedes System separat nachgewiesen werden mussten, mit weniger Aufwand erfüllt werden können.
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Die erfindungsgemäße Reifen-Füllvorrichtung umfasst neben dem genannten Hydraulik/Pneumatik-Modul vorzugsweise auch einen Druckluftspeicher, der vom Druckluftkompressor befüllt wird und mit wenigstens einem der Reifen verbindbar ist, um den Reifen bei Bedarf mit Druckluft zu befüllen. Der zusätzliche Druckluftspeicher dient im Wesentlichen dazu, ein Druckluftreservoir bereitzustellen, aus dem die Räder jederzeit befüllt werden können.
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Gemäß einer ersten Ausführungsform der Erfindung ist ein einziger Druckluftspeicher zum Befüllen sämtlicher Räder vorgesehen. Wahlweise können aber auch mehrere Druckluftspeicher, z. B. ein Speicher pro Bremskreis oder für jedes Rad ein eigener Druckluftspeicher, vorgesehen sein.
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Sofern jedes Rad einen eigenen Druckluftspeicher aufweist, sind diese vorzugsweise jeweils in den Rädern selbst angeordnet. Der Druckluftspeicher kann beispielsweise als separate Felgenkammer realisiert sein, die mit Druckluft befüllt ist. Sie kann aber auch als Reifenkammer im Mantel realisiert sein.
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Bei einer Reifen-Füllvorrichtung mit integriertem Druckluftspeicher ist vorzugsweise zwischen dem Druckluftspeicher und dem Reifen jeweils ein Ventil vorgesehen, mit dem Druckluft bei Bedarf in den Reifen entlassen werden kann (Betriebsart „Reifen befüllen”). Wahlweise kann auch umgekehrt Luft aus dem Reifen in den Druckluftspeicher entlassen werden (Betriebsart „Luft entlassen”). Dies kann z. B. sinnvoll sein, wenn sich der Reifen nach einer längeren Autobahnfahrt aufgeheizt hat und der Luftdruck zu hoch geworden ist. Für das Entlassen von Luft kann alternativ auch ein anderes Ventil vorgesehen sein, mittels dessen die Luft z. B. in die Umgebung abgelassen wird. Um während des Luftauslassens ein zu starkes Absinken des Reifendrucks zu verhindern, wird der Reifendruck vorzugsweise überwacht und das Ventil automatisch geschlossen, wenn ein vorgegebener Mindestdruck unterschritten wird.
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Mit der erfindungsgemäßen Reifen-Füllvorrichtung ist es möglich, den Reifendruck in jeder Fahrsituation optimal einzustellen. Das Befüllen oder Auslassen eines Reifens kann geregelt oder gesteuert erfolgen. Gemäß einer speziellen Ausführungsform der Erfindung wird der Reifendruck geregelt. In diesem Fall sind ein Reifendrucksensor zum Messen des Reifendrucks, sowie ein geeigneter Regler vorgesehen. Das Stellglied der Regelung bildet ein Stellventil, mittels dessen Druckluft aus dem wenigstens einen Druckluftspeicher in den Reifen entlassen und/oder aus dem Reifen ausgelassen werden kann.
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Die erfindungsgemäße Reifen-Füllvorrichtung umfasst vorzugsweise mehrere Druckluftleitungen, die vom Druckluftkompressor oder einem Druckluftspeicher zu den Rädern des Fahrzeugs führen. Zwischen einem im Fahrzeug angeordneten, feststehenden Teil der Druckluftleitungen und einem Rad ist vorzugsweise jeweils eine Drehdurchführung vorgesehen, über die der Reifen oder ein im Rad befindlicher Druckluftspeicher mit Druckluft versorgt werden kann.
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Die beiden Funktionen des Hydraulik/Pneumatik-Aggregats, nämlich die Funktion als Hydraulikpumpe beziehungsweise als Druckluftkompressor, sollen möglichst unabhängig voneinander ausgeführt werden können. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung sind daher Mittel zum Entkoppeln des hydraulischen Systems vom pneumatischen System vorgesehen. Diese Mittel können beispielsweise eine Kupplung oder Ventile umfassen, die eine Entkoppelung der Funktionen ermöglichen. Andere technische Ausführungen sind ebenfalls in einfacher Weise realisierbar.
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Die Erfindung wird nachstehend anhand der beigefügten Zeichnungen beispielhaft näher erläutert. Es zeigen:
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1 Eine schematische Ansicht einer Vorrichtung zum Befüllen von Fahrzeugreifen mit Druckluft gemäß einer ersten Ausführungsform der Erfindung; und
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2 eine schematische Ansicht einer Vorrichtung zum Befüllen von Fahrzeugreifen mit Druckluft gemäß einer zweiten Ausführungsform der Erfindung.
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1 zeigt eine schematische Darstellung einer Vorrichtung zum Befüllen von Fahrzeugreifen 2 mit Druckluft. Das System umfasst einen Druckluftkompressor 1, an dem mehrere Druckluftleitungen 4 angeschlossen sind, die jeweils zu einem der Räder 2 führen. Am Übergang zum Rad 2 ist jeweils eine Drehdurchführung 3 vorgesehen, die es ermöglicht, dass die Luft aus dem stationären Teil der Druckluftleitungen 4 in das rotierende Rad 2 geleitet werden kann. In den einzelnen Druckluftleitungen 4 ist vorzugsweise jeweils ein elektrisch ansteuerbares Ventil 7 angeordnet.
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Der Druckluftkompressor 1 ist Teil eines kombinierten Hydraulik/Pneumatik-Moduls, das zwei Funktionen erfüllt, nämlich die einer Hydraulikpumpe zum Aufbau von Bremsdruck an den Radbremsen, und die eines Druckluftkompressors. Der Druckluftkompressor 1 wird von einem Elektromotor 6 angetrieben, der auch die Hydraulikpumpe (nicht gezeigt) antreibt. Das Hydraulik/Pneumatik-Modul hat zwei Betriebsarten. Im hydraulischen Betrieb wird an den Radbremsen Bremsdruck aufgebaut. Im pneumatischen Betrieb wird mittels des Kompressors 1 Druckluft erzeugt.
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Die beiden Funktionen als Hydraulikpumpe beziehungsweise Druckluftkompressor können getrennt voneinander ausgeführt werden. Hierzu sind geeignete Mittel (nicht gezeigt), wie beispielsweise eine mechanische Kupplung oder verschiedene Ventile vorgesehen. Dadurch lässt sich wahlweise hydraulischer oder pneumatischer Druck erzeugen.
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Im dargestellten Ausführungsbeispiel ist eine Druckregelung des Reifendrucks vorgesehen. Die Regelung umfasst zu diesem Zweck wenigstens einen Drucksensor 8, der beispielsweise im Reifen 2 oder der zugehörigen Druckluftleitung 4 angeordnet sein kann. Das Messsignal des Drucksensors 8 wird an ein Steuergerät 9 übertragen und von diesem verarbeitet. Der Übertragungskanal ist vorzugsweise drahtlos. Die Regelung arbeitet im Prinzip wie folgt: Wenn der Reifendruck unter einen vorgegebenen Schwellenwert sinkt, wird der Druckluftkompressor 1 beziehungsweise der Motor 6 automatisch angesteuert und das zugehörige Ventil 7 geöffnet, so dass Druckluft in den betreffenden Reifen 2 strömt. Wenn ein vorgegebener Reifendruck erreicht ist, wird der Druckluftkompressor 1 wieder ausgeschaltet. Alternativ kann auch Luft aus den Reifen entlassen werden, wenn der Reifendruck zu hoch ist.
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2 zeigt eine zweite Ausführungsform der Erfindung, bei der zusätzlich jeweils ein Druckluftspeicher 5 in den Rädern 2 vorgesehen ist. Der Druckluftspeicher kann beispielsweise als Felgenkammer oder als zusätzliche Reifenkammer ausgebildet sein, die mit Druckluft befüllt wird. Der Luftdruck in den Druckluftspeichern 5 ist für das Befüllen der Reifen höher als der Reifendruck. Bei einem Druckverlust in einem der Reifen 2 kann Druckluft aus dem zugehörigen Druckluftspeicher 5 in den Reifen 2 entlassen werden. Dabei ist es nicht erforderlich, den Druckluftkompressor 1 zu betreiben. Die Druckluftspeicher 5 können zum Beispiel im Stillstand des Fahrzeugs oder in unkritischen Fahrsituationen, in denen die Hydraulikpumpe nichtbenötigt wird, befüllt werden.
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Für das Auslassen von Luft aus den Reifen Luft kann der Druck in dem bzw. den zugehörigen Druckluftspeichern kleiner eingestellt werden als der Umgebungsdruck. Das Auslassen von Luft wird somit beschleunigt.
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Alternativ zu 2 kann auch nur ein einziger Druckluftspeicher, oder ein Druckluftspeicher pro Bremskreis vorgesehen sein. In diesem Fall befänden sich die Druckluftspeicher 5 vorzugsweise an Bord des Fahrzeugs und wären über Druckluftleitungen 4 mit den Reifen 2 verbunden.
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Das erfindungsgemäße Hydraulik/Pneumatik-Modul, das von einem einzigen Elektromotor 6 angetrieben wird, ermöglicht eine einfache und kostengünstige Realisierung beider Funktionen.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- EP 160724461 [0002]
- EP 1737683 B1 [0002]
- CN 101108576 A [0002]
