DE102012105088A1

DE102012105088A1 - Vorrichtung zum Regeln des Luftdrucks in Reifen von Kraftfahrzeugen

Info

Publication number: DE102012105088A1
Application number: DE201210105088
Authority: DE
Inventors: Konstantinos Tsiberidis
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2012-06-13
Filing date: 2012-06-13
Publication date: 2013-12-19

Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Regeln des Luftdrucks in Kraftfahrzeugreifen, insbesondere zum Befüllen eines Reifens mit Gas und zum Ablassen von Gas aus einem Reifen, wobei ein Gas aus einem Kompressor oder Druckspeicher eines Fahrzeugs zu einem Reifen führbar ist. Die erfindungsgemäße Vorrichtung weist eine Druckausgleichseinrichtung auf, die bei einem Übergang von einem aktiven Zustand der Vorrichtung in einen inaktiven Zustand der Vorrichtung einen Druckausgleich zwischen einem druckbeaufschlagten Element der Vorrichtung und einem Umgebungsbereich herstellt.

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Regeln des Luftdrucks in Kraftfahrzeugreifen.
Aus der DE 199 161 020 ist eine automatische Reifenluftdruckregulierung bekannt, bei der der Innenraum des Reifens über einen zentrisch in einer Kraftfahrzeugachse verlaufenen Druckluftzuführkanal mit dem Reifeninnenraum verbunden ist. Obwohl eine derartige Vorrichtung wirksam in der Lage ist, einen Reifeninnenraum mit einem festen Druckluftanschluss für eine Reifendrucksteuerung zu verbinden, hat die Vorrichtung den Nachteil, dass das Vorsehen einer Druckluftleitung im Zentrum einer Radachse herstellungstechnisch problematisch ist und erhöhte Herstellungskosten mit sich bringt. Zum anderen ist die Verbindung des zentrischen Druckluftzuführkanals mit einem sich mit dem Kraftfahrzeugrad drehenden Adapterstück schwierig, da sich das Adapterstück relativ zu dem zentrischen Druckluftzuführkanal in der Achse mit der Geschwindigkeit des Kraftfahrzeugrades bewegt.
Aus der WO 2010/092038 sowie der DE 10 2009 037 803.0 sind jeweils Vorrichtungen zum Regeln des Reifenluftdrucks bekannt, bei der zur Druckluftübertragung von einer Druckmittelquelle zu dem Reifen ein Ringkanal vorgesehen ist. Der Ringkanal wird definiert durch ein erstes Kanalelement, das im Wesentlichen drehfest relativ zur Radachse vorgesehen ist und durch ein zweites Kanalelement, das sich mit dem Rad des Kraftfahrzeuges dreht. Bezüglich der Achse sind diese beiden Kanalelemente axial zueinander angeordnet und im Bereich des Bremsscheibenflansches vorgesehen. Die beiden Ringkanäle sind im Wesentlichen U-förmig ausgebildet und weisen mit ihren Öffnungen zueinander. Die beiden Kanalelemente sind zueinander verdrehbar, wobei zwischen den Kanalelementen ein geringer Spalt besteht. An dem Spalt kann gegebenenfalls eine Bürstendichtung vorgesehen sein. An dem drehfest angeordneten ersten Kanal ist mindestens ein Anschluss für eine mit einer Druckmittelquelle verbundene Druckmittelleitung ausgebildet, so dass die Druckluft für irgendein anderes Gas zum Befüllen der Kraftfahrzeugreifen über das erste Kanalelement in den Ringkanal zugeführt werden kann. In dem Anschluss ist vorzugsweise ein steuerbareres Ventil vorgesehen. Das zweite Kanalelement weist ein Einlassventil, insbesondere in der Art eines Rückschlagventils auf, über welches das zweite Kanalelement mit dem Innenraum des Kraftfahrzeugreifens verbunden ist. Eine Befüllung des Reifens erfolgt, wenn der Druck in dem durch die beiden Kanalelemente gebildeten Ringkanal größer ist als der Druck im Kraftfahrzeugreifen. Wenn der Druck geringer ist, schließt das Einlassventil in an sich bekannter Weise, so dass aus dem Kraftfahrzeugreifen keine Luft in den Ringkanal entweichen kann. Es ist ferner aus diesen Druckschriften bekannt, den Ringkanal so zu segmentieren, dass je nach Segment, welches mit Druck beaufschlagt wird, der Reifen befüllt wird, oder sollte das andere Segment beaufschlagt werden, ein Ventil durch diesen Druck derart angesteuert wird, dass Luft aus dem Reifen abgelassen wird.
Aufgabe der Erfindung ist es, eine derartige Vorrichtung zu verbessern und eine Vorrichtung zum Regeln des Druckes in Fahrzeugreifen zu schaffen, welche zuverlässig und effektiv arbeitet.
Die Aufgabe wird mit einer Vorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.
Erfindungsgemäß weißt die Vorrichtung eine Druckausgleichseinrichtung auf, die bei einem Übergang von einem aktiven Zustand der Vorrichtung in einen inaktiven Zustand der Vorrichtung einen Druckausgleich zwischen einem druckbeaufschlagten Element der Vorrichtung und einem Umgebungsbereich herstellt. Als aktiver Zustand der Vorrichtung wird in diesem Zusammenhang der Zustand verstanden, in dem die Vorrichtung den Reifen mit Gas befüllt oder Gas aus dem Reifen ablässt. Der inaktive Zustand ist dementsprechend der Zustand, in dem die Vorrichtung keinen Einfluss auf das Reifeninnere und insbesondere keinen Einfluss auf den Reifeninnendruck nimmt. Der Übergang zwischen diesen beiden Zuständen kann beispielsweise durch Ein- und/oder Ausschalten der erfindungsgemäßen Vorrichtung durch den Anwender ausgelöst werden. Befindet sich die Vorrichtung in dem aktiven Zustand, so kann durch das Ausschalten der Vorrichtung z. B. der Kompressor ausgeschaltet werden, was dazu führt, dass der Kompressor keine Druckluft mehr durch die Vorrichtung in das Reifeninnere überführt.
Bei einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung wird die Druckausgleichseinrichtung durch ein Ventil, insbesondere ein Rückschlagventil und/oder gesteuertes Ventil, und/oder eine Leckageöffnung gebildet. Diese Ausführungsformen haben sich als besonders zweckmäßig herausgestellt. Zudem sind diese Ausführungsformen mit einfachen Mitteln zu realisieren und somit kostengünstig.
Erfindungsgemäß wurde erkannt, dass aus dem Stand der Technik bekannte Vorrichtungen zum Regeln des Reifendrucks oftmals einen entscheidenden Nachteil besitzen. Die Bauteile von derartigen Vorrichtungen, die beim Betrieb druckbeaufschlagt sind, d. h. in denen Druckluft geführt wird, neigen oftmals dazu, schnell zu verschleißen. Im Rahmen der Erfindung wurde erkannt, dass dies vorrangig daran liegt, dass diese Bauteile auch in einem inaktiven Zustand derartiger Vorrichtungen, d. h. in einem Zustand, in dem der Reifen nicht mit Gas befüllt bzw. in dem kein Gas aus dem Reifen abgelassen wird, druckbeaufschlagt verbleiben. Für die Funktionsfähigkeit einer solchen Vorrichtung ist die Druckbeaufschlagung im inaktiven Zustand jedoch nicht notwendig. Die Druckbeaufschlagung führt zu einer erhöhten Spannung und Verspannung der Bauteile in sich und untereinander, was einen erhöhten Verschleiß nach sich zieht.
Erfindungsgemäß wird aufgrund dieser Erkenntnis bei einem Übergang von einem aktiven Zustand der Vorrichtung in einen inaktiven Zustand der Vorrichtung das System an sich bzw. die einzelnen Bauteile, die druckbeaufschlagt sind, von diesem Druck befreit, indem ein Druckausgleich mit der Umgebung hergestellt wird.
Als besonders vorteilhaft hat sich in diesem Zusammenhang eine Leckageöffnung in einem der druckbeaufschlagten Elemente herausgestellt. Die Größe der Leckageöffnung wird hierbei so gewählt, dass zwar ein Druckausgleich möglich ist, dass jedoch die Leckagemenge nicht zu groß wird. Eine derartige Leckageöffnung ist einfach herzustellen, was die Erfindung zu einer kostengünstigen Möglichkeit macht, den Verschleiß einer derartigen Vorrichtung zu verringern.
Bei einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung weist die Druckausgleichseinrichtung einen Kanal auf, der labyrinthartig ausgebildet ist. Durch diese Ausgestaltung der Druckausgleichseinrichtung wird verhindert, dass über die Druckausgleichseinrichtung Verschmutzungen in die Vorrichtung und insbesondere in die druckbeaufschlagten Elemente eindringen können.
Bei einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist die Reifenluftdruckregelanlage mit zumindest einer Drehdurchführung ausgebildet. Diese Drehdurchführung ist innenseitig einer Radnabe, beabstandet zur Achse angeordnet und insbesondere eingepresst. Ein Außenring der Drehdurchführung ist wie bereits ausgeführt an der Radnabe fest angeordnet, während ein im Außenring gelagerter Innenring im Außenring drehbar angeordnet bzw. aufgenommen ist.
Vom Außenring verläuft ein Luftkanal durch die Nabe, wobei an einer geeigneten Stelle eine Bohrung zum äußeren geführt ist, an der eine Luftleitung ansetzt, wobei die Luftleitung zu einem Ventil eines Reifens oder zu den Ventilen mehrerer Reifen führt.
Diese Anordnung ist insbesondere gut geeignet für Lastkraftwagen und insbesondere für Lastkraftwagen mit Doppelbereifung.
Erfindungsgemäß ist der Innenring im ersten Außenring bei einer Ausführungsform begrenzt axial beweglich, wobei eine axiale Bewegung aus dem Außenring hinaus dazu führt, dass eine Abdichtung herbeigeführt wird, so dass eine Reifenbefüllung stattfinden kann. Bei einer weiteren Ausführungsform sind die Ringe ineinander angeordnet, wobei eine Gleitreibung stattfindet. Bei dieser Anordnung wird die Luftleitung von innen radial an den drehbaren Innenring gegeben und gelangt von dort an den an der Nabe befestigten Außenring.
Bei einer Ausführungsform mit axial verschieblichem Innenring besitzt der Innenring an seinen radialen Seiten Radialnuten, wodurch sich bei Umdrehung des Außenrings zwischen dem Innenring und dem Außenring ein Luftkissen ergibt, so dass Verschleiß aufgrund Reibung praktisch ausgeschlossen ist.
Die Erfindung wird anhand mehrerer Zeichnung beispielhaft erläutert, es zeigen dabei
1: die Drehdurchführung der erfindungsgemäßen Vorrichtung in einer perspektivischen Ansicht;
2: die Vorrichtung nach 1 in einer Draufsicht;
3: die Vorrichtung gemäß 1 und 2 in einer Querschnittsansicht;
4: einen äußeren Gehäusering der Vorrichtung nach den vorhergehenden Figuren in einer perspektivischen Ansicht;
5: den Gehäusering nach 4 in einer Draufsicht;
6: den Gehäusering nach 4 und 5 in einem Querschnitt;
7: einen vergrößerten Querschnitt durch den Gehäusering nach 4;
8: einen inneren Gehäusering in einer perspektivischen Ansicht;
9: den inneren Gehäusering nach 8 in einer Draufsicht;
10: den inneren Gehäusering nach 8 in einem Querschnitt;
11: den inneren Gehäusering in einer vergrößerten Schnittdarstellung;
12: einen Deckelring der Vorrichtung nach 1 in einer perspektivischen Ansicht;
13: einen Deckelring der Vorrichtung nach 1 in einer Draufsicht;
14: einen Deckelring der Vorrichtung nach 12 in einem Querschnitt;
15: einen Deckelring der Vorrichtung nach 12 in einem weiteren Querschnitt;
16: einen Außenring der Vorrichtung nach 1 in einer perspektivischen Ansicht;
17: den Außenring nach 16 in einem Querschnitt;
18: den Außenring nach 16 in einer seitlichen Ansicht;
19: den Außenring nach 16 in einer vergrößerten Schnittdarstellung;
20: einen Innenring der Vorrichtung nach 1 in einer perspektivischen Ansicht;
21: den Innenring nach 20 in einer geschnittenen Ansicht;
21a: den Innenring nach 20 in eine zu 21 versetzten Schnittdarstellung;
22: eine geschnittene Ausschnittsvergrößerung des Innenrings nach 20;
23: die Drehdurchführung in einer teilgeschnittenen weiteren erfindungsgemäßen Ausführungsform mit in die Gehäuseringe eingesetzten O-Ring-Dichtungen;
24: den Innenring der Ausführung nach 23 in einer teilgeschnittenen vergrößerten Ausführungsform;
25: ein Schnitt entsprechend 24 im Bereich einer Befestigungsöffnung zum Durchstecken einer Schraube zur Befestigung eines Zuführstutzens;
26: einen Zuführstutzen der Vorrichtung nach 1 in einer Schnittdarstellung;
27: einen Zuführstutzen der Vorrichtung nach 26 in einer perspektivischen Ansicht;
27a: den Zuführstutzen in einer Draufsicht auf die Schraubbohrungen;
28: eine vergrößerte Schnittdarstellung eines Innenringes mit zwei unterschiedlichen Dichtungsausführungen;
29: die Anordnung der erfindungsgemäßen Drehdurchführung an einer Radnabe;
30: die erfindungsgemäße Gesamtanordnung an einer Radnabe;
31: eine weitere erfindungsgemäße Ausführungsform der Drehdurchführung mit zweiteiligem Innenring;
32: die Anordnungen nach 31 zeigen eine weitere Ausführungsform, wobei sich der zweiteilige Innenring in Arbeitsposition befindet;
33: eine weitere Ausführungsform der erfindungsgemäßen Drehdurchführung mit axial verlängerten Gehäuseringen;
34: eine weitere Ausführungsform der erfindungsgemäßen Drehdurchführung in einer Schnittdarstellung;
35: die Ausführungsform nach 34 mit einer anderen Schnittebene;
36: die Drehdurchführung nach 34 in einer Ansicht eingepresst in einer Radnabe;
37: die Ausführung nach 36 in einem radial versetzten Schnitt;
38: eine Ausführungsform der Drehdurchführung mit O-Ring-Dichtungen in Stirnflächen der Gehäuseringe;
39: eine weitere Ausführungsform der Drehdurchführung in einer Schnittdarstellung;
40: eine weitere Ausführungsform der Drehdurchführung mit an dem inneren und äußeren Gehäusering angeordneten, zum Innenring weisenden Dichtelementen;
41: eine weitere vorteilhafte Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung, wobei der Innenring mittelbar an einem Achsring fest gelagert ist;
42: eine perspektivische Ansicht der Vorrichtung nach 41;
43: der Achsring der Vorrichtung gemäß 41 in einer Draufsicht;
44: die Luftzuführung der Vorrichtung nach 41 in einer geschnittenen Ansicht;
45: die Luftzuführung nach 44 in einer perspektivischen Ansicht;
46: der Achslagerring nach 41 in einer perspektivischen Ansicht;
47: der Achslagerring nach 46 in einem radialen Schnitt;
48: der Achslagerring nach 46 in einem axialen Schnitt;
49: die Anordnung der Vorrichtung nach 41 an der Achse eines Fahrzeuges;
50: eine perspektivische Ansicht der Vorrichtung nach 41 auf einer Fahrzeugachse;
51: die Vorrichtung nach 41 in einer perspektivischen Ansicht;
52: die Vorrichtung nach 51 in einer vergrößerten Ansicht auf einer Fahrzeugachse;
53: die Vorrichtung nach 41 in einer seitlichen Ansicht;
54: eine weitere Ausführungsform der Ausführung nach 41 mit einem verschieblichen Innenring in inaktiver Position;
55: die Vorrichtung nach 54 in einer aktiven, d.h. abdichtenden Stellung;
56: die Vorrichtung nach 55 in einer Anordnung in betriebsbereitem Zustand zwischen einer Fahrzeugachse und einer Fahrzeugnabe;
57: die Vorrichtung nach 56 in einer weiteren Ausführungsform;
58: die Ausführungsform nach 57 in einer weiteren Darstellung;
59a: eine schematische Detailansicht einer Ausführungsform der Druckausgleicheinrichtung, wobei sich die erfindungsgemäße Vorrichtung in einem inaktiven Zustand befindet;
59b: die Ausführungsform der 59a, wobei sich die Vorrichtung in einem aktiven Zustand befindet;
60a: eine schematische Detailansicht einer weiteren Ausführungsform der Druckausgleichseinrichtung, wobei sich die Vorrichtung in einem inaktiven Zustand befindet;
60b: die Ausführungsform der 60a, wobei sich die Vorrichtung in einem aktiven Zustand befindet;
61: eine schematische Detailansicht einer Ausführungsform der Druckausgleichseinrichtung.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung 1 zum Regeln des Reifendrucks umfasst eine Drehdurchführung 2, wobei die Drehdurchführung 2 die Funktion erfüllt, die das zugeführte unter Druck stehende Gas vom nichtdrehenden Fahrzeugfahrgestell bzw. der nichtdrehenden Fahrzeugachse auf das Fahrzeugrad zu übertragen. Die Drehdurchführung 2 weist hierzu zumindest einen Anschlussstutzen 3 auf, mit dem unter Druck stehendes Gas zur Drehdurchführung geführt wird.
Die Drehdurchführung 2 besteht so dann aus einem Außenring 4 und einem darin gelagerten Innenring 5. Der Außenring 4 (16 bis 19) ist µ-förmig ausgebildet, so dass der Außenring 4 einen U-förmigen Bereich 7 mit einer rechteckigen Nut 8 aufweist, wobei gegenüberliegend der Öffnung 9 der Nut 8 sich eine radial äußere Wand 10 des Außenrings 4 über einen Boden 11 des Außenrings 4 hinaus als Ringsteg 12 verlängert. In dem Ringsteg 12 ist mit einer radial äußeren Wandung 13 des Außenrings 4 fluchtend eine Bohrung 14 bzw. Durchgangsöffnung 14 vorhanden. Diese Bohrung 14 mündet in eine radial umlaufend in die Wandung 13 eingebrachte radial äußere erste Nut 15. Vorzugsweise sind am inneren Umfang des Bodens 16 der Nut 8 des Außenringes 4 verteilt eine Vielzahl von Bohrungen 14 vorhanden. Parallel verlaufend zur Nut 15 ist axial zur Öffnung 9 der Nut 8 hin eine weitere Nut 17 in der äußeren Umfangswandung des Außenringes 4 vorhanden, wobei die Nuten 15, 17 einen Ringsteg 18 zwischen sich begrenzen. Die weitere Nut 17 dient insbesondere der Aufnahme einer Dichtung insbesondere eines sogenannten O-Ringes.
Benachbart zur Öffnung 9 der Nut 8 sind Aufnahmeöffnungen 19 für Schraubbolzen (nicht gezeigt) vorhanden.
Der Innenring 5 (21, 22) ist ringförmig ausgebildet und im Querschnitt insbesondere zylindrisch, wobei der Innenring 5 eine Stirnwandung 30 besitzt und senkrecht dazu eine äußere Umfangswandung 31 und eine innere Umfangswandung 32. In der Stirnwandung 30 ist zur äußeren Umfangswandung 31 hin, insbesondere von der Quermitte 33, eine Freisparung 34 vorhanden, welche sich von der Quermitte 33 bis zur äußeren Umfangswandung 31 erstreckt, so dass die Stirnwandung 30 in diesem Bereich gegenüber der Stirnwandung 30 zur inneren Umfangswandung 32 hin mit einem zurückgesetzten Wandungsbereich 35 ausgebildet ist. Die Stirnwandung 30 kann zu der äußeren und inneren Umfangswandung 31, 32 jeweils mit einer Fase 36 ausgebildet sein. In der äußeren Umfangswandung 31 und in der inneren Umfangswandung 32 sind jeweils zumindest eine, vorzugsweise zwei parallel zueinander verlaufende radiale beispielsweise halbrunde Nuten 37, 38 vorhanden. Der Innenring 5 verjüngt sich zu einer, der Stirnwandung 30 gegenüberliegenden Stirnwandung 39 mit einer Stufe 40, wobei die Stufe 40 als 90°-Stufe 40a oder als angefaste, schräg verlaufende Stufe 40b verlaufen kann.
Entlang der Quermitte 33 ist von der Stirnwandung 39 her zumindest eine Gasdurchtrittsöffnung 41 im Innenring 5 vorgesehen, die sich von der Stirnwandung 39 zur Stirnwandung 30 hindurch erstreckt.
Zudem besitzt der Innenring 5 zumindest eine, vorzugsweise eine Mehrzahl von Gewindebohrungen 42, welche vorzugsweise am Umfang verteilt angeordnet sind.
Durch die Stufe 40 bzw. 40a/40b und die damit einhergehende Verjüngung des Innenrings 5 erhält dieser im Querschnitt ein stempelförmiges Aussehen.
Im Bereich der Stufe 40 (28) können in der entsprechenden Schräge bzw. Fase 36 radiale Nuten 45 vorhanden sein, welche in 28 nur auf der linken Seite dargestellt sind. Diese Nuten 45, die parallel zueinander verlaufen, begrenzen zwischen sich einen, bei mehr als drei Nuten 45 mehrere schmale Stege 46, die wie Lamellen wirken und daher auch ohne zusätzliche Dichtmittel dichtend wirken.
Gleichwohl kann zudem oder alternativ in der Stufe 40 eine Halbkreisnut 47, insbesondere zur Aufnahme einer Dichtung wie einer O-Ring-Dichtung 107, vorhanden sein.
Über die vorhandenen Gewindebohrungen 42 ist ein Deckelring 50 (12 bis 15) an dem Innenring 5 anordbar.
Der Deckelring 50 besitzt einen in etwa T-förmigen Querschnitt mit einem radial breiteren Bereich 51 und einem radial schmaleren Bereich 52. Die Bereiche 51, 52 werden von am Umfang verteilten Bohrungen 53 durchgriffen, welche radial symmetrisch zwischen einer Außenumfangswandung 56 und einer Innenumfangswandung 54 angeordnet sind.
Vom weiteren Bereich 51 zum schmaleren Bereich 52 verjüngt sich der Deckelring 50 mit einer Stufe 55. Die axiale Breite des Deckelrings 50 im schmaleren Bereich 52 entspricht hierbei vorzugsweise der Stärke bzw. dem Durchmesser des Innenrings 5 im Bereich der Stirnwandung 39, so dass der Deckelring 50 und der Innenring 5 fluchtend aufeinander gesetzt werden können, wobei die Bohrungen 53 und die Gewindebohrungen 42 miteinander fluchten, so dass der Deckelring 50 auf dem Innenring 5 verschraubbar ist.
In montiertem Zustand begrenzen die Stufe 55 des Deckelringes 50 und die Stufe 40 des Innenringes 5 bzw. der weitere Bereich des Deckelringes 50 und der durch die Umfangswandungen 31, 32 gebildete weitere stempelförmige Bereich des Innenringes 5 eine radial äußere Nut und eine radial innere Nut.
Zudem umfasst die Vorrichtung 1 und insbesondere die Drehdurchführung 2 einen äußeren Gehäusering 60 und einen inneren Gehäusering 70.
Der äußere Gehäusering 60 ist ein im Querschnitt treppenförmiges bzw. stufenförmiges Bauteil mit einer Stufe, wobei der äußere Gehäusering 60 eine radial äußere Umfangswandung 61 und eine radial innere Umfangswandung 62 sowie eine axial äußere Stirnwandung 63 und eine axial innere Stirnwandung 64 besitzt. Von der radial inneren Umfangswandung 62 verbreitert sich der äußere Gehäusering 60 mit einer Stufe 65, die in der axial äußeren Wandung 63 vorhanden ist. Die radial äußere Umfangswandung 61 erweitert sich mit einer Stufe 66.
Der Abstand der axialen Stirnwandung 66a der Stufe 66 zur Stirnwandung 64 entspricht hierbei dem Abstand zwischen der Stufe 40 des Innenrings 5 zur Stufe 55 des Deckelringes 50 oder ist vorzugsweise etwas schmaler. Der Grund hierfür wird nach weiter unten erläutert.
Der Durchmesser des äußeren Gehäuserings 60 im Bereich der äußeren radialen Umfangswandung 61 benachbart zur Stirnwandung 64 ist dabei so bemessen, dass der äußere Gehäusering 60 im Bereich der Wandung 13 des Außenrings 4 von der Öffnung 9 her in die Nut 8 einsetzbar ist.
Der äußere Gehäusering 60 besitzt radiale Gewindebohrungen 67, welche an seinem Umfang so angeordnet sind, dass sie mit den Aufnahmeöffnungen 19 des Außenrings 4 fluchtend angeordnet werden können, wobei die Stirnwandung, welche die Öffnung 9 der Nut 8 des Außenringes 4 begrenzt an die Stufe 66 anstößt.
Der innere Gehäusering 70 ist zum äußeren Gehäusering 60 spiegelsymmetrisch aufgebaut, so dass sich folgende Anordnung ergibt:
Der innere Gehäusering 70 ist ein im Querschnitt treppenförmiges bzw. stufenförmiges Bauteil mit einer Stufe, wobei der innere Gehäusering 70 eine radial innere Umfangswandung 71 und eine radial äußere Umfangswandung 72 sowie eine axial äußere Stirnwandung 73 und eine axial innere Stirnwandung 74 besitzt. Von der radial äußerern Umfangswandung 72 verbreitet sich der innere Gehäusering 70 mit einer Stufe 76, die in der axial äußeren Wandung 73 vorhanden ist. Die radial innere Umfangswandung 71 erweitert sich mit einer Stufe 75.
Der Abstand der axialen Stirnwandung 76a der Stufe 76 zur Stirnwandung 74 entspricht hierbei dem Abstand zwischen der Stufe 40 des Innenrings 5 zur Stufe 55 des Deckelringes 50 oder ist vorzugsweise etwas schmaler. Der Grund hierfür wird nach weiter unten erläutert.
Der Durchmesser des inneren Gehäuserings 70 im Bereich der inneren radialen Umfangswandung 71 benachbart zur Stirnwandung 74 ist dabei so bemessen, dass der innere Gehäusering 70 im Bereich der Wandung 13 des Außenrings 4 von der Öffnung 9 her in die Nut 8 einsetzbar ist.
Der innere Gehäusering 70 besitzt radiale Gewindebohrungen 77, welche an seinem Umfang so angeordnet sind, dass sie mit den Aufnahmeöffnungen 19 des Außenrings 4 fluchtend angeordnet werden können, wobei die Stirnwandung, welche die Öffnung 9 der Nut 8 des Außenringes 4 begrenzt an die Stufe 76 anstößt.
Axial gesehen sind zwischen den Gewindebohrungen 67, 77 der Gehäuseringe 60, 70 und den inneren Stirnwandungen 64, 74 Nuten 68, 78 in die Wandungen 61, 71 eingebracht, welche der Aufnahme eines Dichtmittels und insbesondere eines Dichtringes wie eines O-Ringes dienen.
Im montierten Zustand (3) erkennt man, dass die Gehäuseringe 60, 70 die Weite der Öffnung 9 der Nut 8 im Außenring 4 derart verengen, dass sie dazu geeignet und in der Lage sind, den Innenring 5 im Außenring 4 vorzugsweise mit axialem Spiel zu halten. Zwischen den Wandungen 62, 64 des Gehäuseaußenrings 60 bzw. 72, 74 des inneren Gehäuserings 70 ist insbesondere eine Fase 69, 79 ausgebildet, wobei die Fasen 69, 79 (oder in einer alternativen Ausführungsform entsprechende Stufen ohne Fase) der Stufe 40 bzw. 40a, 40b des Innenrings 5 entsprechen (oder wenn dieser über keine Fase, sondern über eine Stufe 40 verfügt der Stufe 40 entsprechen), so dass sich der Innenring 5 korrespondierend an die entsprechenden Flächen der äußeren und inneren Gehäuseringe 60, 70 anlegen kann.
Die Gehäuseringe 60, 70 können im Bereich der axial inneren Stirnwandungen 64, 74 Nuten zur Aufnahme von O-Ring-Dichtungen 64a, 74a besitzen (38). Die O-Ring-Dichtungen sind zum dichtenden Zusammenwirken mit Flächen 40b des Innenrings 5 ausgebildet.
Um die erfindungsgemäße Drehdurchführung 2 mit Gas insbesondere mit Druckluft aus einem Druckluftspeicher oder einem Kompressor zu beaufschlagen ist zudem zumindest ein Luftzuführstutzen 3 (26, 27) vorgesehen. Der Luftzuführstutzen 3 ist ein im Längsschnitt angenähert L-förmiges Element mit einem langen Schenkel 80 und einem kurzen Schenkel 81. Am freien Ende des langen Schenkels 80 verbreitert sich der lange Schenkel 80 zu einem Ansatzstück 82. Das Ansatzstück 82 ist breit quaderförmig ausgebildet.
In der Stirnfläche 83 des kurzen L-Schenkels 81 ist eine Bohrung 84 eingelassen, welche insbesondere als Gewindebohrung 87 ausgebildet ist und zur Aufnahme eines Gaszufuhrschlauchs (nicht gezeigt) ausgebildet ist. Im langen L-Schenkel 80 ist eine Bohrung 85 eingebracht, welche sich entlang des langen L-Schenkels 80 durch diesen hindurch erstreckt und in die Bohrung 84 mündet.
Beidseitig der Bohrung 85 sind in der Stirnseite 86 (27a) zwei Gewindebohrungen 87 vorgesehen.
Die Gewindebohrungen 87 und die durch den L-Schenkel hindurch gehende Bohrung 85 sind dabei so bemessen, dass die korrespondierenden Bohrungen denen im Deckelring 50 entsprechen, so dass der Luftzuführstutzen 3 von einer schmalen Seite des Deckelrings 50 her durch die Bohrungen im Deckelring 50 hindurch in die Bohrung 87 verschraubbar und dadurch mit dem Deckelring 50 verbindbar ist. Hierbei fluchten die Bohrung 85 des Luftzuführstutzens 3 und die Bohrung 52 des Deckelrings 50. Wird nun der Deckelring 50 (3) am Innenring 5 befestigt, kann somit über die Bohrung 84 durch die Bohrung 85 des Luftzuführstutzens 3 durch die Bohrung 52 des Deckelringes 50 und die entsprechende Durchgangsbohrung des Innenrings 5 Luft in den Außenring 4 geführt werden.
29 und 30 zeigen die Einbausituation in einer Nabe eines Kraftfahrzeuges und insbesondere eines Lastkraftfahrzeuges. Der Luftzuführstutzen 3 führt dabei Gas bzw. Druckluft in geschriebener Weise zum Außenring 4, wobei der Außenring 4 in der Radnabe 92 eingepresst ist. Vorzugsweise hat der Außenring 4 keinen Kontakt zur Achse. Der Luftzuführstutzen 3 ist hierbei auf der Achse des Fahrzeuges beispielsweise unterhalb der Bremsscheibe lediglich radial gelagert, axial jedoch beweglich.
Man erkennt zudem in 30 einen Luftzuführschlauch 90 der mit dem kurzen L-Schenkel des Luftzuführstutzens 3 verschraubt ist. Die Nut 15 des Außenringes 4 ist dabei luftleitend (29) mit einer radialen Bohrung 91 in der Radnabe 92 verbunden. In der Radnabe 92 ist zudem eine axiale Bohrung 93 vorhanden, welcher von einer Außenseite der Radnabe 92 in dieser eingebracht ist und beispielsweise mit einem Verschlussstopfen 94 (30) verschlossen ist. Von dieser axialen Bohrung 93 verläuft eine weitere Bohrung 95 zu einem Anschlussstück 96 radial außerhalb der Radnabe. Von diesem Anschlussstück 96 aus können entsprechende Ventile in den Fahrzeugreifen mit Druckluft beaufschlagt werden. Selbstredend kann die axiale Bohrung 93 und die Bohrung 95 auch an anderer Stelle der Radnabe 92 austreten und sodann die entsprechenden Leitungen vom Anschlussstück 96 zu den Reifen geführt werden. Vorzugsweise wird eine bei üblichen Naben vorhandene Hohlkehle 97 dazu verwendet, die erfindungsgemäße Luftdurchführung mit einem Sprengring 98 nach axial innen abzusichern. Der Sprengring 98 wird nach dem Einpressen des Außenringes 4 in die Radnabe 92 die Kehle hintergreifend entsprechend 29 eingesetzt und kann durch eine entsprechende Gewindebohrung 99 mit einer oder mehreren Schraubbolzen (nicht gezeigt) an der Radnabe 92 verschraubt werden.
Nachfolgend soll die Ausführungsform, die zuvor beschrieben wurde, in ihrer Funktion erläutert werden. Wird von einem Druckspeicher oder einem Kompressor Luft über den Luftzuführstutzen 3 und durch den Innenring 5 zum Boden des Außenrings 4 geführt, wird die Luft weiter entlang des durch den Innenring 5 und insbesondere die Freisparung 34 einerseits und den Boden 16 andererseits gebildeten Raum hindurchgeführt bis durch die Radnabe 92 hindurch zu dem Anschlussstück 96 und eventuell vorhandenen Ventilen. Hierdurch baut sich ein Gegendruck auf. Durch diesen Gegendruck wird der Innenring 5 axial weg vom Boden 16 des Außenrings 4 gedrückt und stößt mit seiner Stufe 40 an die entsprechenden Gegenflächen des inneren Gehäuserings 70 und des äußeren Gehäuserings 60, wodurch eine Dichtung herbeigeführt wird. Hierzu können in den entsprechenden Flächen des inneren Gehäuserings 70 oder des äußeren Gehäuserings 60 oder des Innenrings 5 selber Dichtungen in Form von Moosgummidichtungen oder O-Ringen vorhanden sein, welche eine Abdichtung herbeiführen.
Darüber hinaus ist es bei schrägen Flächen schräg verlaufender Stufen 40b möglich durch entsprechende Lamellenbildung entsprechend 28 oder über die schrägen Flächen allein eine Dichtung herbeizuführen. Diese Ausführungsform ist insbesondere dafür gedacht, einen Reifendruck zu verändern, wenn das Fahrzeug steht, da beim Anliegen des Innenrings 5 am inneren Gehäusering 70 und am äußeren Gehäusering 60 Reibung vorhanden ist, die bei Raddrehungen zu starkem Verschleiß führen würde. Durch die Radialnuten 37, 38 im Innenring 5 hat sich herausgestellt, dass wenn das System drucklos ist, sich der Innenring 5 im Außenring 4 frei dreht, da er durch das radiale Lagern des Luftzuführstutzens 3 weitestgehend drehfest ist, während sich der Außenring 4 dreht. Durch die Radialnuten 37, 38 im Innenring 5 entsteht offensichtlich eine Art Luftkissen, so dass auch bei Versuchen auf dem Prüfstand nach über 900.000 km kein Verschleiß am Innenring 5 oder Außenring 4 feststellbar war.
Hierfür ist jedoch auch wichtig, dass nach Ablassen des Drucks aus dem System, d. h. z. B. auch automatisiert vor dem Losfahren die vorgeschriebenen Dichtungselemente eine Rückstellkraft ausbilden, die den Innenring 5 axial zurückschieben. Sobald dies geschehen ist, kann über den radialen Spalt zwischen Innenring 5 und Außenring 4, sowie zwischen dem inneren Gehäusering 70 und dem äußeren Gehäusering 60 einerseits und dem Innenring 5 bzw. dem Staubschutzring andererseits die Luft entweichen, so dass der Innenring 5 wieder frei im Außenring 4 drehen kann.
Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform (31, 32) ist der Innenring 100 zweiteilig ausgebildet. Alle anderen Teile wie insbesondere der Außenring 4, der äußere Gehäusering 60 und der innere Gehäusering 70 und alle weiteren Teile, sind identisch ausgebildet. Bei diesem zweiteiligen Innenring 100 wird die stempelförmige Verbreiterung dieses Innenrings 100 dadurch bewerkstelligt, dass auf ein zylindrisches Ringteil 101, welches zwischen dem äußeren Gehäusering 60 und inneren Gehäusering 70 gelagert wird, ein Aufsteckring 102 aufgesteckt gelagert ist, welcher im Querschnitt im Wesentlichen U-förmig mit einer Bodenwandung 103 und einer inneren Seitenwandung 104 und einer radial äußeren Seitenwandung 105 ausgebildet ist. An den freien Stirnseiten der Seitenwandungen 104, 105 sind Nuten 106 vorhanden, welche entsprechend des Verlaufs der Seitenwandungen 104, 105 bzw. deren Stirnseiten verlaufen und in welchen jeweils eine Dichtung, insbesondere eine O-Ring-Dichtung 107, aufgenommen ist. Die O-Ring-Dichtung 107 liegt somit einer Stirnwandung des inneren Gehäuserings 70 und des äußeren Gehäuserings 60 gegenüber. Durch den Ringteil 102 erstreckt sich eine bzw. mehrere Luftdurchlassbohrungen 110, welche sich ebenfalls durch den Aufsteckring 102 als Bohrung 111 hindurch erstreckt. Zwischen einer Bodenwandung bzw. Bodenfläche 112 der Bodenwandung 103 und einer dieser gegenüberliegenden Stirnwandung 113 des Elements 101 ist ein Rückstellelement 114 angeordnet, welches die Bodenflächen 112 und die Stirnwandung 113 voneinander beabstandet hält. Dies kann beispielsweise ein zelliger Kunststoffschaum, ein Moosgummi oder eine Feder oder ähnliches sein. Um den maximalen Abstand der Bodenfläche 112 und der Stirnwandung 113 zueinander einzustellen ist zudem in der Stirnwandung 113 des Elements 101 eine Gewindebohrung 115 vorgesehen, welche mit einer Bohrung 116 mit Stufe im Aufsteckring 102 in dessen Bodenwandung 103 korrespondiert. Durch die Bohrung 116 hindurch kann ein Schraubbolzen (nicht gezeigt) derart in die Gewindebohrung 115 eingeschraubt werden, dass der maximale Abstand zwischen den Flächen 112, 113 festgelegt ist, jedoch die Bodenfläche 112 und die Stirnwandung 113 gegen den Druck des Rückstellelements 114 aufeinander zu bewegt werden können. Vorzugsweise sind die Bohrungen 115, 116 am Umfang des Ringteils 101 und des Rings 102 verteilt angeordnet, so dass eine Mehrzahl dieser Einstellmöglichkeiten besteht.
Wird durch die Luftdurchlassbohrung 110 mit den anderen Ausführungsformen vergleichbarerweise Druckluft eingebracht, gelangt dieser durch die Bohrung 111 in den Bereich zwischen der Wandung 103 und der entsprechenden Bodenwandung des Außenrings 4. Hierdurch wird einerseits durch eine entsprechende Öffnung im Außenring 4 das unter Druck stehende Gas wiederum der Radnabe 92 und damit den Reifen zugeführt anderseits (32) ein entsprechender Gegendruck erzeugt, der das Element 102 gegen den Druck des Rückstellelements 114 von der Bodenwandung des Außenrings 4 weg bewegt und über die O-Ring-Dichtung 107 einen dichten Schluss zwischen den entsprechenden Wandungen 64, 74 des äußeren Gehäuserings 60 und des inneren Gehäuserings 70 herbeiführt und somit eine Abdichtung bewirkt. Um im Bereich der Bohrungen 110, 111 zu gewährleisten, dass das Rückstellelement 114 nicht zur Verwirbelung im Luftzuführbereich führt oder in diesen hineinsteht, kann eine hohle Durchlasshülse 117 vorhanden sein, auf welche bei der Montage das Rückstellelement 114 aufgesteckt wird. Diese Durchlasshülse 117 ist vorzugsweise im Ringteil 101 festgelagert, während der Aufsteckring 102 hierauf gleiten kann. Auf das Ringteil 101 ist außenseitig in an sich bekannterweise der Deckelring 50 aufgeschraubt angeordnet. Das Ringteil 101 und der Aufsteckring 102 drehen als gesamter Innenring 100 innerhalb des Außenringes 4 in einer Weise wie sie bereits zu der anderen Ausführungsform beschrieben wurde.
Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung (34 bis 37) ist die Drehdurchführung als Drehdurchführung 200 ausgebildet, welche über eine radial nach innen weisende Aufnahmenut im Außenring 201 verfügt, wobei bei dieser Ausführungsform ebenso eine Bohrung 14 und eine Ringnut 15 gegebenenfalls auch eine weitere Nut 17 vorhanden sind, so dass die radial äußere Form dieses Außenringes 201 dem Außenring 4 im Wesentlichen entspricht. Jedoch ist an Stelle einer radial inneren Wandung eine Öffnung vorhanden, die einerseits durch den Außenring 201 axial begrenzt wird, wobei die gegenüberliegende axiale Begrenzung durch einen entsprechenden radialen Gehäusering 203 bewerkstelligt wird. Die hierdurch gebildete Nut besitzt eine Bohrung entsprechend der Bohrung 14, wobei die Bohrung gegebenenfalls axial weiter gezogen ist. In der von dem Außenring 201 und Gehäusering 203 gebildeten Ringnut ist der Innenring 202 gelagert, wobei vorzugsweise der Innenring 202 über einen beidseitigen axialen Steg verfügt, der in entsprechenden beidseitigen axialen Nuten in dem Außenring 201 und dem Gehäusering 203 aufgenommen ist. Durch die radialen Stege 204 und die korrespondierenden radialen Nuten 205 gegebenenfalls auch durch eine radial innere Verbreiterung 206 des Innenrings 202 und entsprechende Ausnehmungen 207 im Außenring 201 und im Gehäusering wird ein Luftlabyrinth gebildet, was den Weg der Luft von einem Druckraum 208 zum äußeren Umgebungsbereich verlängert. Bei dieser Ausführungsform ist ebenfalls ein Luftzuführstutzen 230 vorhanden, wobei dieser Luftzuführstutzen 230 entsprechend der geometrischen Ausgestaltung des Innenrings ebenfalls Bohrungen 84, 85 besitzt, wobei jedoch an einem freien Ende des langen L-Schenkels 80 eine radial nach außen weisende Bohrung 231 vorhanden ist, welche in die Bohrung 85 mündet. Zudem besitzt diese Luftzuführstutzen 230 entsprechende Schraublöcher zum Einschrauben an eine radial innere Wandung 209 des Innenringes. Hierdurch wird somit es ermöglicht, Luft durch die Bohrungen 84, 85 und 231 zum Innenring 202 zu führen, in dem eine korrespondierende Bohrung 210 vorhanden ist, welche radial außenseitig in eine entsprechende Bohrung bzw. eine entsprechende radial innere Nut des Bodens des Außenrings 201 führen kann.
Bei dieser Ausführungsform ist von Vorteil, dass es nicht zu einer Verschiebung relativ vom Innenring 202 zum Außenring 201 zum Zwecke der Dichtung kommt. Versuche haben gezeigt, dass bei entsprechend eng tolerierter Arbeitsweise der Innenring 202, welcher beispielsweise aus Kunststoff gefertigt ist, so exakt und leicht im Außenring 201 bzw. dem Gehäusering 203 und Außenring 201 gelagert ist und läuft, dass mit einer solchen Anordnung auch während der Fahrt Luft in das System eingebracht werden kann. Verluste über das gebildete Labyrinth werden hierbei in Kauf genommen und sind sogar nützlich, da hierdurch Verunreinigungen, welche gegebenenfalls vorhanden sind, ausgeblasen werden können. Auch bei dieser Ausführungsform kann zusätzlich noch ein Staubschutzdeckel von innen als Deckelring aufgeschraubt werden.
Die 36 und 37 zeigen die Einbausituation in einer Nabe eines Kraftfahrzeugs, wobei auch hier in der entsprechenden Hohlkehle mit einem Sprengring eine Sicherung vorgenommen werden kann.
39 zeigt eine Ausführungsform mit zwei diametral bezogen auf die Achse gegenüberliegenden Luftzuführelementen, welches die Kapazität verdoppelt.
Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung sind der Außenring 4, der Deckelring 50 sowie der äußere Gehäusering 60 und der innere Gehäusering 70 im Wesentlichen gleich zu den vorherigen Ausführungsformen ausgebildet.
Bei dieser Ausführungsform ist ein Achslagerring 301 vorhanden, welcher fest an einer Achse des Fahrzeuges angeordnet ist, während der Außenring wie bei den anderen Ausführungen auch von innen in die Nabe des Fahrzeuges eingepresst ist. Der Achslagerring 301 ist im Querschnitt quaderförmig als Ring ausgebildet und besitzt eine vordere Stirnfläche 302, die dem Außenring 4 zugewandt ist, und eine hintere Stirnfläche 303 sowie eine innere Ringumfangswandung 304 und eine äußere Ringumfangswandung 305.
Von der vorderen Stirnwandung 302 zur hinteren Stirnwandung 303 bzw. umgekehrt sind axiale Bohrungen 306 vorhanden, die als Lagerbohrungen 306 dienen. Zudem ist eine Luftzuführdurchlassbohrung 307 vorhanden, welche einen Luftzuführstutzen 308 axial verschieblich lagert. Der Luftzuführstutzen 308 (44, 45) ist langgestreckt rohrförmig ausgebildet und besitzt einen Anschlussbereich 309, in welchen ein Luftzuführschlauch von einem Kompressor oder Druckluftspeicher kommend angeschlossen werden kann. Am diametral bzw. axial gegenüberliegenden Ende besitzt der Luftzuführstutzen 308 einen Anschluss, insbesondere ein Anschlussgewinde zum Einschrauben in eine entsprechende Gewindeöffnung 57 eines Deckelrings 50.
Durch die Bohrungen 306 erstrecken sich Stifte 310 von der Stirnseite 303 axial durch die Stirnseite 302 hindurch in entsprechende Gewindebohrungen des Deckelringes (nicht gezeigt) und sind dort verschraubt. Insbesondere können die Stifte 310 im Bereich der Stirnseite 303 einen Schraubenkopf besitzen, um das Einschrauben zu ermöglichen. Es kann jedoch auch lediglich eine entsprechende Aufnahme für ein Einschraubwerkzeug vorhanden sein, wobei sich jedoch der Stift 310 nicht erweitert, so dass der Achslagerring 301 auf die Stifte 310 aufgeschoben oder aufgesteckt werden kann.
Zudem kann um die Stifte 310 herum im Bereich einer Bohrungserweiterung 311 der Bohrung 306 im Bereich der Stirnfläche 302 eine Feder angeordnet sein, welche einen vorbestimmten Abstand des Achslagerring 301 zum Deckelring 50 sicherstellt bzw. einstellbar macht.
Die Bohrungen 306, 307 einerseits und die Stifte 310 andererseits wirken als radiale Führung, wobei eine axiale Verschieblichkeit des Deckelringes 50 zum Achslagerring 301 hiermit ermöglicht wird. Dementsprechend ist auch der Luftzuführstutzen 308 in der Bohrung 307 axial beweglich.
Anstelle der Stifte 310 bzw. Bolzen 310 kann auch eine Mehrzahl von Luftzuführstutzen 308 am Unfang des Achslagerrings 301 und des Deckelrings 50 verteilt sein und zusätzlich zur Funktion der Druckluftversorgung auch die Funktion der radialen Lagerung und axialen Führung übernehmen.
Zudem sind im Achslagerring 301 Durchgangsbohrungen 312 bzw. zumindest eine radiale Durchgangsbohrung 312 vorhanden. In der radialen Durchgangsbohrung 312 ist im Bereich der inneren Umfangswandung 304 eine mit einem Teilumfang vorstehende Kugel 312a oder ein entsprechend ausgeformter Stift 312a gelagert, welcher mit einer entsprechenden Teillänge über die innere Umfangswandung 304 vorsteht (54, 55). Ein derartiger Stift 312a oder eine derartige Kugel 312a ist vorzugsweise unter Druck einer Feder stehend, die ebenso in der Bohrung 312 angeordnet ist. Von der äußeren Umfangswandung 305 her kann der Stift 312a bzw. kann die Kugel 312a und die Feder mit einer Schraube, insbesondere einer Madenschraube, nach außen gesichert bzw. unter Federdruck gesetzt werden. Die Bohrung 312 besitzt dabei im Bereich der inneren Umfangswandung 304 eine Verengung, die als Lagersitz für die Kugel oder den Stift dient, so dass dieser nicht radial nach innen aus der Bohrung 312 hinausgelangen kann.
An einer entsprechenden Fahrzeugachse 360 (56) sind dementsprechend Bohrungen 312b vorgesehen, in welche der Stift 312a oder die Kugel 312a der Bohrung 312 eingreifen kann, um den Achslagerring 301 an der Achse 360 axial und bezüglich Verdrehung festzulegen.
Bei dieser Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist somit der Achslagerring 301 axial und verdrehfest an der Achse angeordnet, während der Außenring 4 verdrehfest und axial festgelegt an der Nabe ist. Bei einer Drehung der Nabe auf der Achse findet somit eine Drehbewegung zwischen dem Außenring 4 einerseits und dem Achslagerring 301 statt. Da der Deckelring 50 und der Achslagerring 301 über die Stifte 310 und den Luftzuführstutzen 308 fest miteinander verbunden sind, ist auch der diesbezügliche Innenring 320 fest mit dem Deckelring und damit dem Achslagerring 301 verbunden, so dass bei einer Drehung des Außenringes 4 der Innenring 320 diese Drehung nicht mitmacht. Der Innenring 320 ist bei dieser Ausführungsform vorzugsweise mit einem größeren Spiel innerhalb des Außenringes 4 gelagert, insbesondere einem größeren radial äußeren und radial inneren Spiel, um das Spiel bzw. die Toleranzen in der Drehbewegung zwischen der Achse einerseits und der Nabe andererseits auszugleichen. Hierdurch dreht sich der Außenring 4 verschleißfrei um den Innenring 320. Dementsprechend besitzt ein derartiger Innenring 320 keine Radialnuten, da ein Luftkissen hierbei nicht erzeugt wird und auch nicht notwendig ist. Im Übrigen entspricht der Innenring 320 dem Innenring 30 gemäß 22 bzw. dem Innenring 5 gemäß 28, so dass die zu diesen Figuren getroffenen Aussagen auch auf den Innenring 320 zutreffen.
Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform (54, 55) ist analog zu einer Ausführungsform gemäß 31, 32 der Innenring 320 zweiteilig ausgebildet, wobei hier gleiche Teile mit gleichen Bezugszeichen versehen sind. Im Unterschied zu der zweiteiligen Ausführungsform eines Innenringes 100 in 31, 32 ist der Aufsteckring 102 mit einer schräg verlaufenden Fläche 40b bzw. Fase 40b ausgebildet, welche mit einer entsprechenden Fase des inneren und äußeren Gehäuserings 60, 70 korrespondiert. Zusätzlich kann im Bereich der Fase 40 je eine O-Ring-Dichtung 107 vorhanden sein, um einen dichten Abschluss in diesem Bereich herbeizuführen. Bei dieser Ausführungsform ist der Luftzuführstutzen 308 fest in dem Achslagerring 301 angeordnet und zudem auch der Deckelring 50 unbeweglich, da der Deckelring 50 in diesem Fall nicht bewegt werden muss, da die Bewegung über den beweglichen Teil 102 des Innenringes erfolgt.
Anstelle einer zweiteiligen Ausbildung des Innenringes 100, 320 kann die Aufgabe des unbeweglichen Teils des Innenringes auch eine stegförmige Verlängerung 330 des Deckelringes 50 übernehmen.
Der Luftzuführstutzen 308 kann dabei sowohl im Achslagerring 301 als auch im Deckelring 50 verschraubt sein und über diese Verschraubung auch die beiden Elemente 301, 50 miteinander verbinden. Diese Verbindung wird zusätzlich über die Bolzen 310 bewerkstelligt, die in diesem Fall einfache Schraubbolzen sein können, weil eine axiale Beweglichkeit nicht erforderlich ist. Zudem können die Bolzen 310 auch in diesem Fall durch eine Mehrzahl von Luftzuführstutzen 308 ersetzt sein.
In 55 bezeichnen die Pfeile 400 den Weg der Luft und insbesondere die Wirkung der Luft auf den Aufsteckring 320, welcher durch den Luftdruck der Luft, die durch den Luftzuführstutzen 308 geführt wird, mit der Dichtung 107 gegen die korrespondierenden Flächen der Gehäuseringe 60, 70 gepresst werden und dadurch es ermöglichen, dass die Luft weiter in Richtung zu einem Ventil geführt wird.
In 56 erkennt man die Anordnung in eingebauter Version, wobei erkennbar ist, wie die Kugeln bzw. Stifte 312a in entsprechende Ausnehmungen 312b der Achse 360 eingreifen und so den Ring 301 an der Achse festlegen. Dem gegenüber erkennt man, wie der Außenring 4 mit Spiel zur Achse in die Nabe eingepresst ist. Der Deckelring 50 durchgreift den Raum zwischen dem Gehäuseaußenring 60 und dem Gehäuseinnenring 70, wobei der Innenring 320 in diesem Fall zweiteilig mit einem Schaftteil und dem aufgesteckten Teil 102 ausgebildet ist, wobei das Schaftteil und der Deckelring 50 zusammen mit dem Achslagerring 301 verbunden sind und sich dementsprechend bei einer Bewegung der Nabe um die Achse der Außenring 4 um den Innenring 320 und den Deckelring 50 dreht, wobei zwischen diesen drehenden und nicht drehenden Teilen ein ausreichendes Spiel derart vorhanden ist, dass die drehenden Teile die nicht drehenden Teile im Fahrbetrieb nicht berühren.
Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform ist der Deckelring 50 (57) im Achslagerring 301 axial verschieblich gelagert, wobei zwischen einer Achslagerring 301 seitigen Stirnfläche 58 und einer entsprechenden gegenüberliegenden Bodenwandung 301a des Achslagerringes eine Feder 370 vorhanden ist, welche in nicht durch Druckluft belastetem Zustand die Flächen 40 des Innenringes mit der Dichtung 107 von den jeweiligen korrespondierenden Flächen des Gehäuseaußenringes 60 und des Gehäuseinnenringes 70 beabstandet hält.
Bei den Ausführungsformen gemäß 56, 57 ist es insbesondere vorteilhaft, wenn von der Seite des Luftzuführstutzens 308 her eine Dichtung vorhanden ist, insbesondere ein Simmer-Ring, um den Zutritt von Feuchtigkeit und Schmutz zu dem Bereich zwischen Achse und Nabe, in dem die Drehdurchführung angeordnet ist, zu verhindern.
In 58 ist die Wirkweise der erfindungsgemäßen Vorrichtung nach 57 gezeigt, wobei durch den Doppelpfeil 401 die Richtung der Luft angezeigt wird, durch den Pfeil 402, wie die Luft in einer Bohrung der Nabe gelangt, und durch den Pfeil 403 die Druckwirkung der Luft auf den Innenring 320, mit dem die entsprechenden Flächen 40 des Innenrings auf die entsprechenden Flächen des Gehäuseaußenringes 60 und des Gehäuseinnenringes 70 so gedrückt werden, dass der luftführende Bereich des Außenringes 4 mittels Innenring abgedichtet wird, so dass die Luft entsprechend des Pfeiles 402 in die Nabe und von dort zu einem Reifenventil gelangen kann.
Bei dieser Ausführungsform, bei der der Innenring und seine Anbauteile, wie Deckelring 50, von einem Achslagerring 301 gehalten werden, ist von Vorteil, dass der Innenring so mit Spiel ausgelegt werden kann, dass im Betriebszustand des Fahrzeugs, d.h. im Fahrbetrieb, keinerlei Verschleiß aufgrund fehlender Reibung zwischen den drehenden und nicht drehenden Teilen stattfindet. Ein Befüllen des Reifens oder eine Betätigung eines Entlüftungsventils mittels der aufgebrachten Luft erfolgt hierbei im Stand. Zudem ist die Luftzuführung besonders gut an der Achse festgelegt.
In 59a ist eine Ausführungsform der Druckausgleichseinrichtung 501 der erfindungsgemäßen Vorrichtung schematisch dargestellt. Die 59a zeigt dabei einen Ausschnitt eines Luftzuführstutzens 3, der ein druckbeaufschlagtes Element der erfindungsgemäßen Vorrichtung 1 ist, da in diesem Druckluft zu und/oder von dem Reifen geführt werden kann. Die Druckausgleichseinrichtung 501 ist bei dieser Ausführungsform als in einer Wandung des Luftzuführstutzens 3 angeordnetes Rückschlagventil 502 ausgebildet. Hierzu weißt die Wandung des Luftzuführstutzens 3 eine Öffnung auf, in der eine Kugel sitzt. Die Kugel wird durch eine Feder (nicht dargestellt) in die Öffnung gedrückt. In einem inaktiven Zustand der erfindungsgemäßen Vorrichtung 1, wie sie in 59a dargestellt ist, verschließt die Kugel das Rückschlagventil 502 somit die Öffnung in dem Luftzuführstutzen 3 gegenüber einem Umgebungsbereich 504.
In einem aktiven Zustand der Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung 1 gemäß 59b wird die Kugel des Rückschlagventils 502 gegen die Federkraft gedrückt und somit aus der Öffnung in dem Luftzuführstutzen 3 bewegt, wodurch ein geringer Leckagestrom 503 aus dem Inneren des Luftzuführstutzens 3 in den Umgebungsbereich 504 austreten kann. Wird die erfindungsgemäße Vorrichtung 1 nun aus dem aktiven Zustand in einen inaktiven Zustand überführt, verbleibt die Kugel des Rückschlagventils 502 solange in der Position, in der eine Leckage möglich ist, bis der Druck im Inneren des Luftzuführstutzens 3 soweit abgenommen hat, dass die Federkraft überwiegt und die Kugel des Rückschlagventils 502 zurück in die Öffnung in dem Luftzuführstutzen 3 drückt. Durch die Auswahl der Feder kann somit Einfluss auf den verbleibenden Innendruck in dem Luftzuführstutzen 3 genommen werden. Vorteilhafterweise ist die Federkonstante dabei sehr gering, was dazu führt, dass der verbleibende Druck ebenfalls gering ist. Auf diese Weise kann der Verschleiß erheblich verringert werden. Durch die Ausbildung der Druckausgleichseinrichtung als Rückschlagventil wird jedoch verhindert, dass beispielsweise Verschmutzungen in den Innenbereich des Luftzuführstutzens 3 eindringen können, insbesondere dann, wenn sich die Vorrichtung in einem inaktiven Zustand befindet.
Genau genommen wird bei der Ausführungsform der erfindungsgemäßen Druckausgleichseinrichtungen mit Rückschlagventil kein vollständiger Druckausgleich hergestellt, da die Federkraft für eine verbleibende, jedoch gering ausfallende Druckdifferenz sorgt. Eine derartige, geringe Druckdifferenz wird jedoch im Rahmen der Erfindung als Druckausgleich angesehen.
Die 60a zeigt eine weitere Ausführungsform der Druckausgleichseinrichtung 501. Auch hier ist ein Ausschnitt eines Luftzuführstutzens 3 dargestellt, wobei sich auch hier die erfindungsgemäße Vorrichtung 1 in einem inaktiven Zustand befindet. Die Druckausgleichseinrichtung 501 ist als Leckageöffnung ausgebildet. Befindet sich die Vorrichtung 1 in einem aktiven Zustand, so wie das in 60b dargestellt ist, so verlässt ein Leckagestrom 503 den Innenbereich des Luftzuführstutzens 3 durch die Druckausgleichseinrichtung 501. Wird die Vorrichtung 1 nun von einem aktiven Zustand in einen inaktiven Zustand überführt, so fließt solange ein Leckagestrom 503 aus dem Innenbereich des Luftzuführstutzens 3 in den Umgebungsbereich 504 bis ein Druckausgleich zwischen dem Innenbereich und dem Umgebungsbereich 504 hergestellt wurde.
In der 61 ist eine weitere Ausführungsform der erfindungsgemäßen Druckausgleichseinrichtung 501 dargestellt. Bei dieser Ausführungsform weißt die Druckausgleichseinrichtung 501 einen Kanal 505 auf, der in einer Wandung eines druckbeaufschlagten Teils der erfindungsgemäßen Vorrichtung 1 angeordnet ist. Durch diesen Kanal 505 kann ein Leckagestrom 503 aus dem Innenbereich des druckbeaufschlagten Elements in einen Umgebungsbereich 504 fließen. Der Kanal 505 ist labyrinthartig ausgebildet, wodurch ein Eindringen von Verschmutzungen entgegen der Fließrichtung des Leckagestroms verhindert wird. Selbst wenn Verschmutzungen ein Stück weit in den Kanal eindringen, so werden sie, sobald die Vorrichtung 1 in einen aktiven Zustand überführt wird, aus dem Kanal 505 durch den Leckagestrom 503 herausgeblasen.
Bezugszeichenliste

1: Vorrichtung
2: Drehdurchführung
3: Anschlussstutzen/Luftzuführstutzen
4: Außenring
5: Innenring
7: U-förmiger Bereich
8: Nut
9: Öffnung
10: Wand
11: Boden
12: Ringsteg
13: Wandung
14: Bohrung/Durchgangsöffnung
15: erste Nut
16: Boden
17: weitere Nut
18: Ringsteg
19: Aufnahmeöffnungen
30: Stirnwandung
31: äußere Umfangswandung
32: innere Umfangswandung
33: Quermitte
34: Freisparung
35: Wandungsbereich
36: Fase
37: halbrunde Nut
38: halbrunde Nut
39: Stirnwandung
40: Stufe
40a: 90°-Stufe
40b: schräg verlaufende Stufe, Fläche
41: Gasdurchtrittsöffnung
42: Gewindebohrungen
45: radiale Nut
46: Steg
47: Halbkreisnut
50: Deckelring
51: radial breiterer Bereich
52: radial schmalerer Bereich
53: Bohrung
54: Innenumfangswandung
55: Stufe
56: Außenumfangswandung
60: äußerer Gehäusering
61: äußere Umfangswandung
62: innere Umfangswandung
63: äußere Stirnwandung
64: innere Stirnwandung
64a: O-Ring-Dichtung
65: Stufe
66: Stufe
66a: axiale Stirnwandung
67: Gewindebohrung
68: Nut
69: Fase
70: innerer Gehäusering
71: innere Umfangswandung
72: äußere Umfangswandung
73: äußere Stirnwandung
74: innere Stirnwandung
74a: O-Ring-Dichtung
75: Stufe
76: Stufe
76a: axiale Stirnwandung
77: Gewindebohrung
78: Nut
79: Fase
80: langer Schenkel
81: kurzer Schenkel
82: Ansatzstück
83: Stirnfläche
84: Bohrung
85: Bohrung
86: Stirnseite
87: Gewindebohrungen
90: Luftzuführschlauch
91: Bohrung
92: Radnabe
93: axiale Bohrung
94: Verschlussstopfen
95: Bohrung
96: Anschlussstück
97: Hohlkehle
98: Sprengring
99: Gewindebohrung
100: Innenring
101: Ringteil
102: Aufsteckring/Ring
103: Bodenwandung
104: innere Seitenwandung
105: äußere Seitenwandung
106: Nuten
107: O-Ring-Dichtung
110: Luftdurchlassbohrungen
111: Bohrung
112: Bodenfläche
113: Stirnwandung
114: Rückstellelement
115: Gewindebohrung
116: Bohrung
117: Durchlasshülse
200: Drehdurchführung
201: Außenring
202: Innenring
203: Gehäusering
204: Steg
205: Nut
206: Verbreiterung
207: Ausnehmung
208: Druckraum
230: Luftzuführstutzen
231: Bohrung
301: Achslagerring
302: vordere Stirnfläche
303: hintere Stirnfläche
304: innere Ringumfangswandung
305: äußere Ringumfangswandung
306: Lagerbohrungen
307: Luftzuführdurchlassbohrung
308: Luftzuführstutzen
309: Anschlussbereich
310: Stifte
311: Bohrungserweiterung
312: radiale Durchgangsbohrung
312a: Kugel/Stift
312b: Bohrungen
320: Innenring
330: stegförmige Verlängerung
360: Fahrzeugachse
401: Doppelpfeil
402: Pfeil
403: Pfeil
501: Druckausgleichseinrichtung
502: Rückschlagventil
503: Leckagestrom
504: Umgebungsbereich
505: Kanal

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 199161020 [0002]
WO 2010/092038 [0003]
DE 102009037803 [0003]

Claims

Vorrichtung zum Regeln des Reifendrucks, insbesondere zum Befüllen eines Reifens mit Gas und zum Ablassen von Gas aus einem Reifen, wobei ein Gas aus einem Kompressor oder Druckspeicher eines Fahrzeuges zu einem Reifen führbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung (1) eine Druckausgleichseinrichtung (501) aufweist, die bei einem Übergang von einem aktiven Zustand der Vorrichtung (1) in einen inaktiven Zustand der Vorrichtung (1) einen Druckausgleich zwischen einem druckbeaufschlagten Element der Vorrichtung (1) und einem Umgebungsbereich (504) herstellt.
Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass eine Drehdurchführung (2) zum Führen des Gases von feststehenden Fahrzeugteilen zu drehenden Fahrzeugteilen vorhanden ist, wobei die Drehdurchführung (2) zumindest einen Außenring (4) besitzt und der Außenring eine Aufnahme (4) besitzt, in der ein Innenring (5) drehbar im Außenring angeordnet ist, wobei einer der Ringe (4) an einem drehbaren Fahrzeugteil sich mitdrehend angeordnet ist und der andere Ring (5) an einem sich nicht drehenden Fahrzeugteil angeordnet oder mittelbar oder unmittelbar an diesem gelagert ist, wobei einer der Ringe (4, 5) über eine Gaszuleitung (3) verfügt über die Gas durch diesen Ring (4, 5) in die Aufnahme führbar ist und der andere Ring (4, 5) über eine Gasableitung verfügt, mit der Gas aus der Aufnahme herausführbar ist.
Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Druckausgleichseinrichtung (501) ein Ventil, insbesondere ein Rückschlagventil (502) und/oder ein gesteuertes Ventil, und/oder eine Leckageöffnung ist.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Druckausgleichseinrichtung (501) einen Kanal (505) aufweist, der labyrinthartig ausgebildet ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Aufnahme des Außenringes (4) eine im Wesentlichen U-förmige oder rechteckige Nut (8) ist.
Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2 einem der Ansprüche 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Innenring (5) im Querschnitt zylindrisch ist oder einen zylindrischen Abschnitt umfasst, wobei der zylindrische Abschnitt des Innenrings (5) so bemessen ist, dass er in der rechteckigen bzw. U-förmigen Nut (8) des Außenringes (4) drehbar ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass in einer äußeren Umfangswandung (31) und in einer inneren Umfangswandung (32) des Innenrings (5) zumindest je eine radiale Nut vorhanden ist.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Drehdurchführung (200) über eine radial nach innen weisende Aufnahmenut im Außenring (201) verfügt, wobei eine radial innere Öffnung vorhanden ist, die durch den Außenring (201) axial begrenzt wird und die gegenüberliegende axiale Begrenzung durch einen radialen Gehäusering (203) gebildet wird.
Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass in der vom Außenring (201) und dem radialen Gehäusering (203) gebildete Ringnut ein Innenring (202) gelagert ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass ein Luftzuführstutzen (230) vorhanden ist, wobei der Luftzuführstutzen (230) Bohrungen (84, 85) besitzt, wobei zudem eine radial nach außen weisende Bohrung (231) am freien Ende des langen L-Schenkels (80) vorhanden ist, welche in die Bohrung (85) mündet und zudem der Luftzuführstutzen (230) Schraublöcher zum Anschrauben an eine radial innere Wandung (209) des Innenringes (202) besitzt, wodurch es ermöglicht ist, Luft durch die Bohrungen (84, 85) und eine Bohrung (231) zum Innenring (202) zu führen, in dem eine korrespondierende Bohrung (210) vorhanden ist, welche radial außenseitig in eine entsprechende Bohrung bzw. eine entsprechende radiale innere Nut des Bodens des Außenringes (201) bzw. den Druckraum (208) mündet.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein Achslagerring (301) vorhanden ist, wobei der Achslagerring fest an einer Achse des Fahrzeugs angeordnet ist und wobei der Achslagerring (301) zumindest eine axiale Durchgangsbohrung (307) besitzt, wobei ein rohrförmiger Luftzuführstutzen (308) vorhanden ist, welcher die Luftzuführstutzendurchlassbohrung (307) im Achsring axial durchgreift und in dieser Bohrung verschieblich gelagert ist, wobei der Luftzuführstutzen (308) luftleitend mit einer Luftführungsöffnung des Deckelrings (50) verbunden ist.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Druckausgleichseinrichtung (501) an dem Anschlussstutzen (3) und/oder an dem Luftzuführstutzen (230, 308) und/oder an dem Außenring (4, 201) und/oder an dem Innenring (5, 202) angeordnet ist.