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Die Erfindung betrifft eine mit einem Rad oder einer Achse eines Fahrzeugs mitdrehende Radventileinrichtung einer Vorrichtung zur Anpassung des Ist-Reifendrucks wenigstens eines Reifens des Rads an einen aktuellen Soll-Reifendruck, gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 1.
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Fahrzeuge, die unter wesentlich unterschiedenen Straßenverhältnissen wie befestigte Strassen, Gelände, Sand, oder Sumpf eingesetzt werden, benötigen eine Anpassung des Reifendrucks auch während der Fahrt an die unterschiedlichen Betriebverhältnisse. Hierzu dient eine Vorrichtung zur Anpassung des Ist-Reifendrucks wenigstens eines Reifens eines Rades einer Achse eines Fahrzeugs an einen aktuellen Soll-Reifendruck, insbesondere während der Fahrt, beinhaltend eine chassisseitige Zentraleinrichtung, welche entweder den aktuellen Soll-Reifendruck in einen mit dem Rad oder der Achse mitdrehenden Speiseanschluss eines Gehäuses der achs- oder radbezogenen pneumatischen Radventileinrichtung einsteuert, um den Ist-Reifendruck an den Soll-Reifendruck anzupassen, oder diesen Speiseanschluss entlüftet, wenn der Ist-Reifendruck dem Soll-Reifendruck entspricht,
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Eine Radventileinrichtung ist aus der
DE 31 48 729 A1 bekannt. Dort ist ein Ventilkörper eines Sitzventils an einer in Schließ- und Öffnungsrichtung beweglichen Membrane beweglich gelagert. Ein becherförmiger Fortsatz des Ventilkörpers ist durch den am Speiseanschluss anstehenden Druck gegen die Wirkung von Federmitteln in Öffnungsrichtung belastet, während ein Rand des becherförmigen Fortsatzes durch den am Arbeitsanschluss anstehenden Ist-Reifendruck in Öffnungs- und Schließrichtung gegenläufig belastet ist. Dabei stehen in Schließstellung zwei durch den Rand des becherförmigen Fortsatzes begrenzte Steuerkammern unter dem Ist-Reifendruck, wobei die eine Steuerkammer mittels einer in dem Rand angeordneten Öffnung und einer dort ausgebildeten Drossel mit der anderen Steuerkammer in Verbindung steht. Der Öffnungsdruck des Sitzventils, d.h. der von der Zentraleinrichtung ausgesteuerte Druck, ab dem das Sitzventil öffnet, wird im wesentlichen durch die Größe des als Wirkfläche für den am Speiseanschluss anstehenden Drucks dienende Bodenfläche des becherförmigen Ventilkörpers sowie die Rate der den Ventilkörper in Schließrichtung belastenden Feder bestimmt. Da diese Bodenfläche relativ klein, aber die radial äußeren Wirkflächen für den Ist-Reifendruck relativ groß sind, ist der Einfluss des von der Zentraleinrichtung ausgesteuerten Drucks auf den Öffnungsdruck des Sitzventils beschränkt.
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Bei einer gattungsgemäßen Radventileinrichtung gemäß
DE 692 04 527 T2 wirkt ein stangenförmiger Ventilkörper über zwei endseitig angeformte Ventilkörperköpfe mit zwei Ventilsitzen zusammen, von denen ein Ventilsitz an einem Ventilgehäuse und der andere Ventilsitz an einem zentralen Ventilsitzkörper ausgebildet ist, der mit der Steuermembran verbunden ist. Zusätzlich ist am Ventilgehäuse ein Ventilsitz ausgebildet, mit welchem die Steuermembran zusammen wirkt. Aufgrund der Elastizität der Steuermembran können sich jedoch relativ große Lageungenauigkeiten des Ventilkörpers bzw. der Steuermembrane gegenüber den zugeordneten Ventilsitzen ergeben, wodurch die Gefahr besteht, dass die Schaltfunktionen (Öffnen, Schließen) der Radventileinrichtung nicht definiert bzw. nicht sicher eingenommen werden.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Radventileinrichtung der eingangs erwähnten Art derart fortzubilden, dass sie eine höhere Betriebssicherheit aufweist.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale von Anspruch 1 gelöst.
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Offenbarung der Erfindung
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Es wird vorgeschlagen, dass der Ventilkörper zusätzlich mittels wenigstens einer Steuermembran steuerbar ist, welche einerseits stets ausschließlich durch den am Speiseanschluss anstehenden Druck gegen die Wirkung der Federmittel in Öffnungsstellung des Sitzventils und andererseits durch Atmosphärendruck belastet ist.
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Unter „stets ausschließlich“ ist zu verstehen, dass die Steuermembrane unabhängig von der Stellung des Ventilkörpers und unabhängig vom Zustand des Sitzventils, d.h. unabhängig von der Öffnungs- oder Schließstellung des Sitzventils stets und ausschließlich durch den am Speiseanschluss anstehenden Druck belastet ist, also durch den Soll-Reifendruck oder durch einen sehr niedrigen Druck, wenn der Speiseanschluss am Ende des Reifendruck-Anpassungsprozesses von der chassisseitigen Zentraleinrichtung entlüftet wird. Insbesondere wird die Steuermembran niemals vom Ist-Reifendruck belastet.
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Dadurch ist die Steuermembran in Bezug zu der das Sitzventil öffnenden Wirkung des am Speiseanschluss anstehenden Drucks zur ersten Wirkfläche parallel geschaltet und vergrößert die aktive Fläche für diesen Druck in vorteilhafter Weise. Infolgedessen wird das Öffnungs- und Schließverhalten des Sitzventils weniger vom Ist-Reifendruck am Arbeitsanschluss und mehr vom Soll-Reifendruck am Speiseanschluss bestimmt. Insbesondere kann die für den Soll-Reifendruck aktive Fläche der Steuermembran auf einfache Weise an die jeweiligen Anforderungen angepasst werden, ohne dass die erste Wirkfläche, welche bevorzugt durch einen in Bezug zum Ventilsitz radial inneren Teil einer mit dem Ventilsitz zusammen wirkenden Fläche des Ventilkörpers gebildet wird, vergrößert werden müsste, einhergehend mit einer nachteiligen Erhöhung der Trägheitskräfte.
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Der Öffnungsdruck des Sitzventils wird dann lediglich von der Größe der aktiven Fläche der Steuerungsmembran und der ersten Wirkfläche sowie von der Federrate der Federmittel bestimmt.
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Erfindungsgemäß ist die wenigstens eine Steuermembran mit einem im Gehäuse gelagerten Ventilstößel einendseitig zentral verbunden, welcher den Ventilkörper betätigt, wobei der Ventilstößel mit dem Ventilkörper anderendseitig verbunden ist.
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Durch die in den Unteransprüchen aufgeführten Maßnahmen sind vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen der in Anspruch 1 angegebenen Erfindung möglich.
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Besonders bevorzugt sind die Federmittel einerseits am Ventilkörper und andererseits am Gehäuse abgestützt.
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Ein besonders einfacher Aufbau ergibt sich, wenn ein radial äußerer Rand der wenigstens einen Steuermembran mittels eines Rings am Gehäuse fixiert ist, wobei die wenigstens eine Steuermembran mittels wenigstens einer Durchgangsöffnung des Rings mit der Atmosphäre in Verbindung steht.
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Bevorzugt begrenzt die wenigstens eine Steuermembran wenigstens eine Steuerkammer, welche mit dem Speiseanschluss in Verbindung steht.
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Gemäß einer Weiterbildung wird die erste Wirkfläche durch einen in Bezug zum Ventilsitz radial inneren Teil einer mit dem Ventilsitz zusammen wirkenden Fläche des Ventilkörpers gebildet.
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Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ist beispielsweise vorgesehen, dass die wenigstens eine Steuermembran andererseits durch den Atmosphärendruck in Schließstellung des Sitzventils belastet ist.
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Bei dieser bevorzugten Ausführungsform können die zweite Wirkfläche und die dritte Wirkfläche voneinander weg weisende Ringflächen einer in Öffnungs- und Schließrichtung des Ventils beweglichen Membran beinhalten, wobei ein radial innerer Bereich der Membran den Ventilkörper trägt und ein radial äußerer Bereich der Membran im Gehäuse gehalten ist.
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Bei dieser bevorzugten Ausführungsform ist die zweite Wirkfläche der Membran mittels wenigstens einer Drossel und die dritte Wirkfläche der Membran ungedrosselt mit dem am Arbeitsanschluss anstehenden Druck belastet, wobei die zweite Wirkfläche der Membran eine zweite Kammer des Gehäuses und die dritte Wirkfläche der Membran eine dritte Kammer des Gehäuses begrenzt, wobei die zweite Kammer mittels der wenigstens einen Drossel und die dritte Kammer ungedrosselt mit dem Arbeitsanschluss in Verbindung steht.
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Bei dieser bevorzugten Ausführungsform ist der Ventilstößel eine Durchgangsbohrung in einer zwischen der Steuerkammer und der dritten Kammer ausgebildeten Trennwand des Gehäuses abgedichtet sowie die dritte Kammer durchragend am Ventilkörper zentral befestigt.
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Bedingt durch den Aufbau der Radventileinrichtung gemäß der bevorzugten Ausführungsform stellen sich in der zweiten Kammer und in der dritten Kammer während der Reifendruck-Änderungsphase derartige Druckwerte ein, dass die Zeitdauern, welche das Sitzventil benötigt, um aus der Öffnungsstellung in die Schließstellung zu gelangen bzw. von der Schließstellung in die Öffnungsstellung gelangt, vorteilhaft kurz ausfallen.
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Gemäß einer weiteren Ausführungsform sind wenigstens zwei, wenigstens zwei zugeordnete und getrennte Steuerkammern begrenzende Steuermembrane vorgesehen, von welchen die eine Steuermembran aufgrund des in der einen Steuerkammer anstehenden Drucks den Ventilkörper in Öffnungsstellung des Sitzventils und von welchen die andere Steuermembran aufgrund des in der anderen Steuerkammer anstehenden Drucks den Ventilkörper in Schließstellung des Sitzventils belastet, wobei die wenigstens zwei Steuerkammern mit dem Speiseanschluss in Verbindung stehen und die Wirkfläche der einen Steuermembrane für den in der einen Steuerkammer anstehenden Druck größer ist als die Wirkfläche der anderen Steuermembrane für den in der anderen Steuerkammer anstehenden Druck ist.
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Dadurch wirkt zwar in den beiden Steuerkammern derselbe Druck, der am Speiseanschluss ansteht, jedoch wird gewährleistet, dass das Sitzventil bei einem den Öffnungsdruck des Sitzventils überschreitenden Speisedruck sicher öffnet, weil die Wirkfläche der einen Steuermembrane größer ist als die Wirkfläche der anderen Steuermembran.
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Bei dieser weiteren Ausführungsform kann dann jeweils durch Atmosphärendruck andererseits belastet die eine Steuermembran den Ventilkörper in Schließstellung des Sitzventils und die andere Steuermembran den Ventilkörper in Öffnungsstellung des Sitzventils belasten.
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Bei dieser weiteren Ausführungsform sind beispielsweise die eine Steuerkammer ungedrosselt und die andere Steuerkammer über wenigstens eine Drossel mit dem Speiseanschluss verbunden. Dann kann sich der am Speiseanschluss anstehende Druck in der einen Steuerkammer schneller als in der anderen Steuerkammer aufbauen, was zur Folge hat, dass sich das Sitzventil rasch öffnen kann.
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Generell kann die Öffnungs- und Schließcharakteristik der Radventileinrichtung durch Anpassung einfacher Bauteile und Baugruppen wie der Federmittel, der Drossel und der wenigstens einen Steuermembran auf einfache Weise an fahrzeugseitige Anforderungen angepasst werden. Mithin kann die erfindungsgemäße Radventileinrichtung kostengünstig und raumsparend ausgeführt werden.
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Die Erfindung betrifft auch eine Vorrichtung zur Anpassung des Ist-Reifendrucks wenigstens eines Reifens eines Rads eines Fahrzeugs an einen aktuellen Soll-Reifendruck, beinhaltend eine chassisseitige Zentraleinrichtung, welche entweder den aktuellen Soll-Reifendruck in einen mit dem Rad oder der Achse mitdrehenden Speiseanschluss eines Gehäuses einer achs- oder radbezogenen pneumatischen Radventileinrichtung einsteuert, um den Ist-Reifendruck an den Soll-Reifendruck anzupassen, oder diesen Speiseanschluss entlüftet, wenn der Ist-Reifendruck dem Soll-Reifendruck entspricht, wobei die Radventileinrichtung wie oben beschrieben ausgebildet ist.
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Die genaue Funktionsweise der erfindungsgemäßen Radventileinrichtung wird durch die folgende Beschreibung von Ausführungsbeispielen deutlich.
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Figurenliste
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In der Zeichnung zeigt
- 1 einen schematischen Schaltplan einer bevorzugten Ausführungsform einer Vorrichtung zur Anpassung des Ist-Reifendrucks wenigstens eines Reifens an einen aktuellen Soll-Reifendruck während der Fahrt;
- 2 eine schematische Querschnittsdarstellung einer Radventileinrichtung der Vorrichtung von 1 gemäß einer bevorzugten Ausführungsform;
- 3 eine schematische Querschnittsdarstellung einer Radventileinrichtung der Vorrichtung von 1 gemäß einer weiteren Ausführungsform.
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Beschreibung der Ausführungsbeispiele
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Die in 1 schematisch gezeigte Vorrichtung zur Anpassung des Ist-Reifendrucks wenigstens eines Reifens 8 eines Rads eines Fahrzeugs an einen aktuellen Soll-Reifendruck beinhaltet einen oder mehrere fahrzeugseitige Druckluftbehälter 1, eine Bedieneinheit 3, über welche eine Bedienperson während der Fahrt oder im Stillstand des Fahrzeugs einen gewünschten Soll-Reifendruck für den wenigstens einen Reifen 8 einstellen kann sowie eine chassisseitige Zentraleinrichtung 2. Die insbesondere in einem Fahrerhaus angeordnete Bedieneinheit 3 beinhaltet Einstellmittel, beispielsweise in Form eines Einstelldrehknopfs, der zur Vorwahl des Soll-Reifendrucks dient.
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Von den zwei an einer Achse üblicherweise angeordneten Rädern mit zugehörigen Reifen ist in 1 aus Maßstabsgründen lediglich ein einziger Reifen 8 gezeigt. Es ist aber klar, dass auch der Soll-Reifendruck des zweiten Reifens derselben Achse bzw. auch der Soll-Reifendruck weiterer Reifen 8 weiterer Achsen mit Hilfe der in 1 gezeigten Vorrichtung einzeln oder gruppenweise angepasst werden kann.
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Die Zentraleinrichtung 2 steuert entweder den von der Bedieneinheit 3 zur Soll-Reifendruckvorgabe vorgegebenen aktuellen Soll-Reifendruck in eine Leitung 4 ein, welche einen z.B. innerhalb eines Achskörpers verlaufenden drehfesten Leitungsteil 4a sowie einen mit dem Reifen 8 mitdrehenden Leitungsteil 4b aufweist. Außerdem ist die Zentraleinrichtung 2 ausgebildet, dass sie die Leitung 4 entlüftet, wenn der Ist-Reifendruck an den Soll-Reifendruck angepasst worden ist. Dabei wird Druckluft von dem drehfesten Leitungsteil 4a auf den mitdrehenden Leitungsteil 4b der Leitung 4 bzw. in entgegen gesetzter Richtung über eine Drehverbindung 5 übertragen, welche über entsprechende Dichtungen verfügt, um die beiden Leitungsteile 4a und 4b gegeneinander abzudichten.
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Der mit dem Reifen 8 mitdrehende Leitungsteil 4b der Leitung 4 ist mit einer achs- oder radbezogenen und in 2 einzeln gezeigten pneumatischen Radventileinrichtung 6 über einen Speiseanschluss 10 druckleitend verbunden. Die Radventileinrichtung 6 steht mit dem Reifeninnenraum des betreffenden Reifens 8 oder der betreffenden Reifen 8 über einen Arbeitsanschluss 11 in druckleitender Verbindung. Mit anderen Worten ist je Rad oder auch je Gruppe von Rädern 8, insbesondere Zwillingsräder oder für Räder 8 einer mit den Rädern mitdrehenden Achse eine eigene Radventileinrichtung 6 vorgesehen.
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Eine in 2 separat gezeigte bevorzugte Ausführungsform der Radventileinrichtung 6 dient zum Anpassen des Ist-Reifendrucks des Reifens 8 oder auch mehrerer Reifen 8 an den von der Zentraleinrichtung 2 in die Leitung 4 eingesteuerten Soll-Reifendruck. Wenn beispielsweise eine Druckerhöhung des Reifens 8 gewünscht ist, wird die Leitung 4 von der Zentraleinrichtung 2 mit einem höheren Druck als dem aktuellen Ist-Reifendruck beaufschlagt. Wenn hingegen eine Druckreduzierung im Reifen 8 gewünscht ist, wird die Leitung 4 von der Zentraleinrichtung 2 mit einem gegenüber dem aktuellen Ist-Reifendruck niedrigeren Soll-Reifendruck beaufschlagt.
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Die Radventileinrichtung 6 gemäß 2 weist den Speiseanschluss 10 an einem Gehäuse 13 auf. In den Speiseanschluss 10 wird entweder der aktuelle Soll-Reifendruck von der Zentraleinrichtung 2 eingesteuert, um den Ist-Reifendruck an den Soll-Reifendruck anzupassen, oder der Speiseanschluss 10 wird von der Zentraleinrichtung 2 entlüftet, wenn der Ist-Reifendruck dem Soll-Reifendruck innerhalb einer vorgegebenen Toleranz entspricht. Am Gehäuse 13 der Radventileinrichtung 6 ist weiterhin der mit einem Reifeninnenraum des Reifens 8 über eine Leitung 7 in Verbindung stehende und mit dem Ist-Reifendruck belastete Arbeitsanschluss 11 ausgebildet.
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Die Radventileinrichtung 6 umfasst einen beweglichen und mit einem Ventilsitz 32 zusammenwirkenden Ventilkörper 24 aufweisendes Sitzventil 17, welches eine den Speiseanschluss 10 mit dem Arbeitsanschluss 11 verbindende Öffnungsstellung und eine diese Verbindung sperrende Schließstellung aufweist. In 2 ist die Schließstellung des Sitzventils 17 gezeigt. In Schließstellung des Sitzventils 17 spannt eine durch den am Speiseanschluss 10 anstehenden und mittels eines Zweigs 18a eines im Gehäuse 13 ausgebildeten Kanals 18 geleiteten Druck belastete erste Wirkfläche 12 den Ventilkörper 24 gegen die Wirkung einer Feder 34 in Öffnungsstellung des Sitzventils 17, wie anhand von 2 leicht vorstellbar ist. Die Feder 34 ist einerseits am Ventilkörper 24 und andererseits am Gehäuse 13 abgestützt.
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Weiterhin wird der Ventilkörper 24 von einer zweiten Wirkfläche 21 und einer dritten Wirkfläche 27 durch den am Speiseanschluss 11 und über einen weiteren Kanal 19 im Gehäuse 13 herangeführten Ist-Reifendruck belastet. Hierbei spannt die zweite Wirkfläche 21 den Ventilkörper 24 in Öffnungsstellung des Sitzventils 17 und die dritte Wirkfläche 27 den Ventilkörper 24 in Schließstellung des Sitzventils 17.
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Weiterhin werden die zweite Wirkfläche 21 und die dritte Wirkfläche 27 beispielsweise durch radial äußere Ringflächen einer in Öffnungs- und Schließrichtung des Sitzventils 17 beweglichen Membran 16 gebildet, wobei ein radial innerer Bereich der Membran 16 den Ventilkörper 24 trägt. Dabei begrenzt die zweite Wirkfläche 21 der Membran 16 eine zweite Kammer 15 des Gehäuses 13, welche mit dem Arbeitsanschluss 11 mittels eines bevorzugt eine Drossel 28 beinhaltenden Zweigs 19b des Kanals 19 in Verbindung steht. Die dritte Wirkfläche 27 der Membran 16 begrenzt eine dritte Kammer 20 des Gehäuses 13, welche mit dem Arbeitsanschluss 11 über einen weiteren Zweig 19a des Kanals 19 ungedrosselt in Verbindung steht. Dabei ist ein radial äußerer Rand der Membran 16 zwischen zwei Gehäusehälften 13a, 13b des Gehäuses 13 fixiert.
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Zusätzlich ist der Ventilkörper 24 des Sitzventils 17 mittels einer Steuermembran 14 steuerbar, welche einerseits stets ausschließlich durch den am Speiseanschluss 10 anstehenden Druck gegen die Wirkung der Feder 34 in Öffnungsstellung des Sitzventils 17 und andererseits durch Atmosphärendruck in Schließstellung des Sitzventils 17 belastet ist. Besonders bevorzugt begrenzt die Steuermembran 14 eine Steuerkammer 22, welche mit dem Speiseanschluss 10 über einen Zweig 18b des Kanals 18 in Verbindung steht. Der Zweig 18b des Kanals 18 dient daher ausschließlich zur Zu- oder Abfuhr von Steuerluft in die oder aus der Steuerkammer 22.
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Weiterhin ist ein radial äußerer Rand der Steuermembran 14 mittels eines Rings 26 am Gehäuse 13 fixiert. Dieser Ring 26 lässt mittels einer mittigen Öffnung eine Belastung der Steuermembran 14 durch den Atmosphärendruck zu, um den Ventilkörper 24 über einen Ventilstößel 25 in Schließstellung zu belasten. Hierzu ist die Steuermembrane 14 mit dem im Gehäuse 13 beweglich gelagerten Ventilstößel 25 einendseitig zentral verbunden, welcher wiederum mit dem Ventilkörper 24 anderendseitig verbunden ist.
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Eine erste Wirkfläche 12 für den am Speiseanschluss 10 anstehenden und durch den Zweig 18a herangeführten Druck wird bevorzugt durch einen in Bezug zum Ventilsitz 32 radial inneren Teil einer Oberfläche des Ventilkörpers 24 gebildet, welcher eine mit dem Speiseanschluss 10 verbundene erste Kammer 18a des Gehäuses 13 begrenzt, die vorzugsweise direkt durch den Zweig 18a des Kanals 18 gebildet wird. Der Zweig 18a des Kanals 18 führt die zum Einstellen des Soll-Reifendrucks notwendige Luft.
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Besonders bevorzugt ist die dritte Kammer 20 gegenüber der Steuerkammer 22 abgedichtet. Dies ist beispielsweise dadurch realisiert, dass der Ventilstößel 25 eine Durchgangsbohrung in einer zwischen der Steuerkammer 22 und der dritten Kammer 20 ausgebildeten Trennwand des Gehäuses 13 durchragt, welche mittels einer Dichtung 23 abgedichtet ist. Der Ventilstößel 25 durchragt dabei die dritte Kammer 20 und ist am Ventilkörper 24 zentral befestigt.
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Vor diesem Hintergrund ist die Funktionsweise der Vorrichtung bzw. der Radventileinrichtung 6 gemäß 2 wie folgt:
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Wenn keine Reifendruckänderung vom Fahrer gewünscht ist, beispielsweise bei unter unveränderten Straßenverhältnissen in Fahrt befindlichem Fahrzeug, wird kein Soll-Reifendruck von der Zentraleinrichtung 2 ausgesteuert. Somit ist das Sitzventil 17 gemäß 2 geschlossen. Die zweite Kammer 15 und die dritte Kammer 20 stehen unter dem gleichen Druck, nämlich unter dem Ist-Reifendruck, aber die Steuerkammer 22 ist drucklos oder entlüftet, weil kein Soll-Reifendruck von der Zentraleinrichtung 2 ausgesteuert wird. Das Sitzventil 17 wird dann von den Federkräften der Feder 34 in Schließstellung gehalten.
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Falls im Rahmen einer Reifendruck-Änderungsphase eine Erhöhung des Ist-Reifendrucks auf einen höheren Soll-Reifendruck gewünscht wird, so steuert die Zentraleinrichtung 2 einen entsprechenden neuen Soll-Reifendruck in die Leitung 4 und somit in den Speiseanschluss 10 ein. Der Soll-Reifendruck muss generell größer als ein einen unteren Grenzdruck darstellender Öffnungsdruck der Radventileinrichtung 6 bzw. des Sitzventils 17 sein. Der Öffnungsdruck des Sitzventils 17 wird beispielsweise über die Federrate der Feder 34 und/oder die wirksame Fläche der Steuermembran 14 fahrzeugtypabhängig etwas kleiner als der niedrigste einzustellende Soll-Reifendruck eingestellt.
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Über den Zweig 18b des Kanals 18 wird dann die Steuerkammer 22 belüftet und somit die Steuermembran 14 belastet. Diese Druckbelastung drängt die Steuermembran 14 zusammen mit dem Ventilstößel 25 in 2 nach unten, wodurch der Ventilkörper 24 gegen die Federkräfte der Feder 34 vom Ventilsitz 32 abhebt und das Sitzventil 17 öffnet. Hierdurch wird der Kanal 18 über die zweite Kammer 15 mit dem Kanal 19 und damit der Speiseanschluss 10 mit dem Arbeitsanschluss 11 verbunden und somit eine Belüftung des Reifens 8 durchgeführt.
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Die wirksame oder aktive Fläche der Steuermembran 14 ist dabei so gewählt, dass das Öffnen und Offenhalten des Sitzventils 17 bei der Einsteuerung des Soll-Reifendrucks in den Speiseanschluss 10 beinahe unabhängig von weiteren Bedingungen wie z.B. dem aktuellen Ist-Reifendruck stattfindet. Nachdem das Sitzventil 17 geöffnet wurde, baut sich der Druck in der zweiten Kammer 15 schnell auf, was die Erhöhung des Ist-Reifendrucks am Arbeitsanschluss 11 beschleunigt.
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Wenn die Reifendruck-Änderungsphase beendet ist, d.h. wenn der Ist-Reifendruck dem Soll-Reifendruck innerhalb der vorgegebenen Toleranz entspricht, veranlasst die Zentraleinrichtung 2 einen Druckabfall in der Leitung 4 und damit auch am Speiseanschluss 10 sowie im Kanal 18. Damit fällt auch der Druck im Zweig 18b, in der Steuerkammer 22 und damit an der Steuermembran 14 sowie im Zweig 18a und damit an der ersten Wirkfläche 12 am Ventilkörper 24, so dass die Feder 34 das Sitzventil 17 wieder schließen kann. Dabei fällt der Druck in der zweiten Kammer 15 bei anfangs offenem Sitzventil 17 schnell ab und der nun gestiegene Ist-Reifendruck in der dritten Kammer 20, die durch den Zweig 19a des Kanals 19 mit dem Arbeitsanschluss 11 verbunden ist, unterstützt ein schnelles Schließen des Sitzventils 17. Der Drossel 28 sichert, dass zweite Kammer 15 schnell entlüftet wird, jedoch der Druck in der dritten Kammer 20 höher bleibt. Die Federkraft der Feder 34 und der Druck in der dritten Kammer 20 erzeugen dann zusammen eine ausreichende Schließkraft für den Ventilkörper 24, auch wenn noch temporär ein Restdruck in der Steuerkammer 22 vorhanden ist.
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In analoger Weise wird bei einer Reduzierung des Ist-Reifendrucks auf einen demgegenüber niedrigeren Soll-Reifendruck der neue, niedrigere Soll-Reifendruck von der Zentraleinrichtung 2 in den Speiseanschluss 10 eingesteuert, wobei wiederum das Sitzventil 17 wie oben beschrieben öffnet, um einen Druckausgleich zwischen dem Arbeitsanschluss 11 und dem Speiseanschluss 10 herbeizuführen. Wie oben beschrieben, muss auch bei einer Reduzierung des Ist-Reifendrucks auf einen niedrigeren Soll-Reifendruck der Soll-Reifendruck stets größer als der einen unteren Grenzdruck darstellende Öffnungsdruck der Radventileinrichtung 6 bzw. des Sitzventils 17 sein.
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Bei der weiteren, in 3 gezeigten Ausführungsform einer Radventileinrichtung 6' sind identische oder gleich wirkende Bauteile oder Baugruppen mit den gleichen, sich lediglich durch mit einen hochgestellten Strich unterscheidenden Bezugszahlen im Vergleich zum vorangehend beschriebenen Ausführungsbeispiel gekennzeichnet.
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Gemäß dieser weiteren Ausführungsform nach 3 sind zwei, zwei zugeordnete Steuerkammern 22', 29' begrenzende Steuermembrane 14', 31' vorgesehen, von welchen die eine Steuermembran 14' aufgrund des in der einen Steuerkammer 22' anstehenden Drucks den Ventilkörper 24' in Öffnungsstellung des Sitzventils 17' und von welchen die andere Steuermembran 31' aufgrund des in der anderen Steuerkammer 29' anstehenden Drucks den Ventilkörper 24' in Schließstellung des Sitzventils 17' belastet. Dabei stehen beide Steuerkammern 22', 29' mit dem Speiseanschluss 10' in Verbindung. Weiterhin ist die Wirkfläche der einen Steuermembran 14' für den in der einen Steuerkammer 22' anstehenden Druck größer als die Wirkfläche der anderen Steuermembrane 31' für den in der anderen Steuerkammer 29' anstehenden Druck, wie anschaulich auch aus 3 hervor geht.
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Bei dieser weiteren Ausführungsform belastet dann jeweils durch Atmosphärendruck andererseits belastet die eine Steuermembran 14' den Ventilkörper 24' in Schließstellung des Sitzventils 17' und die andere Steuermembran 31' den Ventilkörper 24' in Öffnungsstellung des Sitzventils 17'. Weiterhin ist die eine Steuerkammer 22' über den Zweig 18b' des Kanals 18' ungedrosselt und die andere Steuerkammer 29' über eine im Zweig 18a' des Kanals 18' angeordnete Drossel 28' mit dem Speiseanschluss 10' verbunden.
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Vor diesem Hintergrund ist die Funktionsweise der Radventileinrichtung 6' gemäß 3 wie folgt:
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Wenn keine Reifendruckänderung vom Fahrer gewünscht ist, beispielsweise bei in Fahrt unter unveränderten Straßenverhältnissen befindlichem Fahrzeug, wird kein Soll-Reifendruck von der Zentraleinrichtung 2 ausgesteuert. Somit ist das Sitzventil 17' gemäß 3 geschlossen. Die zweite Wirkfläche 21' und die dritte Wirkfläche 27' stehen unter dem gleichen Druck, nämlich unter dem Ist-Reifendruck, aber die Steuerkammern 22' und 29' sind drucklos oder entlüftet, weil kein Soll-Reifendruck von der Zentraleinrichtung 2 ausgesteuert wird. Das Sitzventil 17' wird dann von den Federkräften der Feder 34' in Schließstellung gehalten.
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Falls im Rahmen einer Reifendruck-Änderungsphase eine Erhöhung des Ist-Reifendrucks auf einen höheren Soll-Reifendruck gewünscht wird, so steuert die Zentraleinrichtung 2 einen entsprechenden neuen Soll-Reifendruck in die Leitung 4 und somit in den Speiseanschluss 10' ein. Der Soll-Reifendruck muss wie bei der bevorzugten Ausführungsform beschrieben, generell größer als ein einen unteren Grenzdruck darstellender Öffnungsdruck der Radventileinrichtung 6' bzw. des Sitzventils 17' sein.
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Über den Zweig 18b' des Kanals 18' wird dann die Steuerkammer 22' belüftet und somit die Steuermembran 14' belastet. Weiterhin werden über den Zweig 18a' des Kanals 18' und damit über die Drossel 28' die andere Steuerkammer 29' sowie die erste Wirkfläche 12' demgegenüber zeitverzögert belüftet. Der sich an der ersten Wirkfläche 12' und an der einen Steuermembran 14' aufbauende Druck drängt die Steuermembranen 14' und 31' zusammen mit dem Ventilstößel 25' in 3 nach oben. Demgegenüber ist die an der anderen Steuermembran 31' in Schließrichtung wirkende Kraft aufgrund des Drucks in der anderen Steuerkammer 29' und vor allem aufgrund der unterschiedlichen Wirkflächen der Membrane 14' und 31' kleiner. Infolgedessen hebt der Ventilkörper 24' gegen die Federkräfte der Feder 34' vom Ventilsitz 32' ab und das Sitzventil 17' öffnet. Hierdurch wird der Kanal 18' über die zweite Kammer 15' mit dem Kanal 19' und damit der Speiseanschluss 10' mit dem Arbeitsanschluss 11' verbunden und somit eine Belüftung des Reifens 8 durchgeführt.
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Wenn die Reifendruck-Änderungsphase beendet ist, d.h. wenn der Ist-Reifendruck dem Soll-Reifendruck innerhalb der vorgegebenen Toleranz entspricht, veranlasst die Zentraleinrichtung 2 einen Druckabfall in der Leitung 4 und damit auch am Speiseanschluss 10' sowie im Kanal 18'. Damit fällt auch der Druck im Zweig 18b', in den Steuerkammern 22', 29' und damit auch an den Steuermembranen 14', 31' und damit an der ersten Wirkfläche 12' am Ventilkörper 24'. Durch das zunächst noch offene Sitzventil 17' findet dann kurzzeitig eine Rückströmung vom Arbeitsanschluss 11' zum Speiseanschluss 10' statt, wodurch in der anderen Steuerkammer 29', d.h. in Rückströmungsrichtung gesehen vor der Drossel 28' ein höherer Druck herrscht als in der einen Steuerkammer 22'. Dieser Druckunterschied zwischen den Drücken in den Steuerkammern 22' und 29' sorgt zusammen mit der Federkraft der Feder 34', dass sich der Ventilkörper in 3 nach unten in Schließposition mit dem Ventilsitz 32' bewegt.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Druckluftvorrat
- 2
- Zentraleinrichtung
- 3
- Einrichtung 3 zur Soll-Reifendruckvorgabe
- 4
- Leitung
- 4a
- drehfestes Leitungsteil
- 4b
- mitdrehendes Leitungsteil
- 5
- Drehverbindung
- 6
- Drucksteuereinrichtung
- 7
- Leitung
- 8
- Reifen
- 10
- Speiseanschluss
- 11
- Arbeitsanschluss
- 12
- erste Wirkfläche
- 13
- Gehäuse
- 13a
- Gehäuseteil
- 13b
- Gehäuseteil
- 14
- Steuermembran
- 15
- zweite Kammer
- 16
- Membran
- 17
- Sitzventil
- 18
- Kanal
- 18a
- Zweig
- 18b
- Zweig
- 19
- Kanal
- 19a
- Zweig
- 19b
- Zweig
- 20
- dritte Kammer
- 21
- zweite Wirkfläche
- 22
- Steuerkammer
- 23
- Dichtung
- 24
- Ventilkörper
- 25
- Ventilstößel
- 26
- Ring
- 27
- dritte Wirkfläche
- 28
- Drossel
- 29
- Steuerkammer
- 30
- Ventilstößel
- 31
- Steuermembran
- 32
- Ventilsitz
- 33
- Fläche
- 34
- Feder
