DE102019210755A1

DE102019210755A1 - Verfahren zum Abdichten und/oder Aufpumpen von Fahrzeugluftreifen auf einem Fahrzeugrad sowie Fahrzeugrad zur Durchführung des Verfahrens

Info

Publication number: DE102019210755A1
Application number: DE102019210755.9A
Authority: DE
Inventors: Christoph Berger; Rainer Detering; Martin Kurz; Christopher Zaum
Original assignee: Continental Reifen Deutschland GmbH
Current assignee: Continental Reifen Deutschland GmbH
Priority date: 2019-07-19
Filing date: 2019-07-19
Publication date: 2021-01-21

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Abdichten und/oder Aufpumpen von Fahrzeugluftreifen auf einem Fahrzeugrad, umfassend die folgenden Schritte: A) Mehrfaches Erfassen eines Druckzustands in einem Reifeninnenraum eines Fahrzeugluftreifens eines Fahrzeugrades, B) Erhöhen des Reifeninnendrucks in dem Reifeninnenraum mittels einer mit einem Elektromotor angetriebenen Druckänderungseinheit, wobei die Druckänderungseinheit in das Fahrzeugrad integriert ist, C) Optionales Einführen eines Dichtmittels in den Reifeninnenraum aus einem Dichtmittelreservoir mittels einer Dichtmitteleinführeinheit, D) Austauschen des Dichtmittelreservoirs mit einem weiteren mit Dichtmittel befüllten Dichtmittelreservoir oder Wiederbefüllen des Dichtmittelreservoirs mit weiterem Dichtmittel. Die Erfindung betrifft auch ein Fahrzeugrad zur Durchführung des Verfahrens.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Abdichten und/oder Aufpumpen von Fahrzeugluftreifen auf einem Fahrzeugrad. Die Erfindung betrifft auch ein Fahrzeugrad zur Durchführung des Verfahrens.
Im Falle einer Reifenpanne muss der Fahrer üblicherweise das Fahrzeug anhalten und anschließend den Reifen mit der Panne im stehenden Zustand mittels eines Pannenhilfesystems zum abdichten eines Fahrzeugluftreifens reparieren. Bei den bekannten Pannenhilfesystemen wird das Abdichtmittel mit Hilfe des Kompressors durch den Reifenventileinsatz gepumpt und danach ohne Unterbrechung der Reifen mit Luft gefüllt. Üblicherweise stehen dabei Teile des Systems, insbesondere der Kompressor, auf dem Boden neben dem Reifen und sind mit einem ausreichend langen, druckfesten Schlauch mit dem Reifenventil verbunden. Es ist bei beiden Systemen darauf zu achten, dass während der Benutzung alle relevanten Systeminformationen (z. B. Druckanzeige) benutzerfreundlich zur Verfügung gestellt werden. Wenn solche Pannenhilfesysteme gebraucht werden, befindet sich der Nutzer in ungewohnter und ungeübter Situation. Die einzelnen Zubehörteile solcher Reparatursätze müssen daher „zur Hand“ sein und in einer Weise miteinander verbunden oder zusammengestellt sein, die sicherstellt, dass alle Funktionsteile sich am richtigen und z.B. um Betrieb vorgesehen Platz befinden und miteinander wirken können. Das ist nicht ganz problemlos zu gewährleisten, insbesondere dann, wenn je nach Betriebszustand zunächst Dichtmittelbehälter und diverse Schlauchverbindungen angeschlossen oder umgebaut werden müssen. Oft werden auch Systemteile verlegt, vergessen oder falsch angeschlossen.
In neuerer Zeit werden daher Fahrzeugräder mit Drucksensoren ausgestattet, welche den Reifendruck in regelmäßigen Abständen oder kontinuierlich überwachen können. Durch den Einbau solcher Drucksensoren ergibt sich daher nur die Möglichkeit, Reifenpannen bereits bei ihrer Entstehung zu detektieren und somit schnellstmöglich Reifen mit Reifenpannen zu reparieren. Die Reparatur des Reifens soll dabei so schnell wie möglich geschehen, idealerweise auch während des Einsatzes des Fahrzeugluftreifens, d.h. des Rollens des Fahrzeugluftreifens, damit die Reifenpanne sich nicht vergrößert, beispielsweise indem ein Loch im Reifen sich noch vergrößert. Es gibt daher seit neuestem einen Bedarf im Stand der Technik, Pannenhilfesystem zum Abdichten und Aufpumpen von Fahrzeugluftreifen in ein Fahrzeugrad zu integrieren, um eine Reifenpanne schnellstmöglich zu beheben.
Eine Aufgabe, die der Erfindung zugrunde liegt, besteht darin, ein Verfahren zum Abdichten und/oder Aufpumpen von Fahrzeugluftreifen auf einem Fahrzeugrad bereitzustellen, bei dem der Fahrer im Falle eines Schadens eines Fahrzeugluftreifens auf einem Fahrzeugrad seines Fahrzeuges während der Fahrt seines Fahrzeuges den beschädigten Fahrzeugluftreifen aufpumpen und bevorzugt auch abdichten kann.
Gelöst wird diese Aufgabe erfindungsgemäß durch ein Verfahren zum Abdichten und/oder Aufpumpen von Fahrzeugluftreifen auf einem Fahrzeugrad, umfassend die folgenden Schritte:

A) Mehrfaches Erfassen eines Druckzustands in einem Reifeninnenraum eines Fahrzeugluftreifens eines Fahrzeugrades,
B) Erhöhen des Reifeninnendrucks in dem Reifeninnenraum mittels einer mit einem Elektromotor angetriebenen Druckänderungseinheit, wobei die Druckänderungseinheit zumindest teilweise in das Fahrzeugrad integriert ist,
C) Optionales Einführen eines Dichtmittels in den Reifeninnenraum aus einem Dichtmittelreservoir mittels einer Dichtmitteleinführeinheit,
D) Austauschen des Dichtmittelreservoirs mit einem weiteren mit Dichtmittel befüllten Dichtmittelreservoir oder Wiederbefüllen des Dichtmittelreservoirs mit weiterem Dichtmittel.

Es ist eine große Leistung der vorliegenden Erfindung, herausgefunden zu haben, dass der Austausch eines Dichtmittels einer Markteinführung eines Fahrzeugrades mit einem integrierten Reifenreparatur-Kit umfassend eine Druckänderungseinheit und ein Dichtmittelreservoir maßgeblich im Wege stand. Im Rahmen der vorliegenden Erfindung wurde erkannt, dass das Dichtmittel nur eine begrenzte Haltbarkeit hat und Reifenpannen im Vergleich zu dieser Haltbarkeitsspanne des Dichtmittels relativ selten auftreten. Nach Ablauf der Haltbarkeit des Dichtmittels hätte bei der Integration eines Reifenpannen-Kits das gesamte Fahrzeugrad ausgetauscht werden müssen. Durch den Einbau eines lösbaren Dichtmittelreservoirs oder eines Dichtmittelreservoirs mit einem Ventil, wobei das Ventil zum Austausch des Dichtmittels im Dichtmittelreservoirs genutzt werden kann, kann das Dichtmittel eines in einem Fahrzeugrad integrierten Reifenreparatur-Kits problemlos ausgetauscht werden. Bevorzugt ist das Dichtmittelreservoir wiederbefüllbar mittels eines Dichtmittelfüllventils zum Befüllen des Dichtmittelreservoir, besonders bevorzugt ist das Dichtmittelfüllventil in eine Dichtmittelbefüllleitung integriert und/oder so ausgebildet, dass der Anwender es ohne Abmontieren des erfindungsgemäßen Fahrzeugrades vom Fahrzeug wiederbefüllen kann.
Bevorzugt ist ein Verfahren wie vorstehend beschrieben oder wie vorstehend als bevorzugt beschrieben, wobei die Dichtmitteleinführeinheit zusätzlich einen Lufttransportanschluss zum Verbinden mit der Druckänderungseinheit, einen Dichtmittelanschluss zum Verbinden mit dem Dichtmittelreservoir und optional einen Reifenanschluss zum Verbinden mit dem Reifeninnenraum des Fahrzeugluftreifens eines erfindungsgemäßen Fahrzeugrades sowie optional eines oder mehrerer Ventile für die drei vorstehend beschriebenen Anschlüsse umfasst.
Im Rahmen der vorliegenden Erfindung bedeutet der Ausdruck „Druckänderungseinheit in das Fahrzeugrad zumindest integriert ist“ insbesondere, dass ein Teil der Druckänderungseinheit ein integraler Bestandteil des Fahrzeugrades ist und bevorzugt nicht lösbar an das Fahrzeugrad angebracht ist.
Bevorzugt ist ein Verfahren wie vorstehend beschrieben oder wie vorstehend als bevorzugt beschrieben, wobei die Druckänderungseinheit zumindest einen Kompressor oder eine Pumpe, eine Verbindung zum Reifeninnenraum des Fahrzeugluftreifens eines erfindungsgemäßen Fahrzeugrades und optional ein Ventil zu Unterbrechung der Verbindung zum Reifeninnenraum des Fahrzeugluftreifens eines erfindungsgemäßen Fahrzeugrades umfasst. Die Verbindung zum Reifeninnenraum des Fahrzeugluftreifens eines erfindungsgemäßen Fahrzeugrades kann dabei auch ein Reifenventil des Fahrzeugluftreifens des erfindungsmäßen Fahrzeugrades umfassen.
Bevorzugt ist ein Verfahren wie vorstehend beschrieben oder wie vorstehend als bevorzugt beschrieben, wobei das Dichtmittelreservoirs

- lösbar und wiederverbindbar und/oder
- wiederbefüllbar, beispielsweise mittels eines Ventils zum Wiederbefüllen des Dichtmittelreservoirs oder mittels einer Leitung zum Verbinden mit einem zentralen Dichtmittelspeicher,

Ein zentraler Dichtmittelspeicher ist hierbei vorzugsweise im Fahrzeug, insbesondere im Motorraum oder im Kofferraum, angeordnet.
Bevorzugt ist ein Verfahren wie vorstehend beschrieben oder wie vorstehend als bevorzugt beschrieben, wobei der Schritt A)

- mehrfach oder kontinuierlich und/oder
- während des Fahrens durchgeführt wird.

Ein Vorteil des vorstehend beschriebenen Aspekts der vorliegenden Erfindung ist, dass ein mehrfaches oder kontinuierliches überwachen des Reifendrucks ist, insbesondere während der Fahrt, ermöglicht ein frühes und rechteckiges Eingreifen nach dem Entstehen einer Panne, wodurch ein vergrößern der Panne vermieden werden kann und somit die Panne recht wahrscheinlich mittels eines Reifenpannen-Kits repariert werden kann.
Bevorzugt ist ein Verfahren wie vorstehend beschrieben oder wie vorstehend als bevorzugt beschrieben, wobei ein Signal an eine externe Empfangseinheit zeitlich nach einem vordefinierten Zeitraum oder zeitlich nach Überschreitung eines in eine mit der Empfangseinheit verbundenen Steuereinheit einprogrammierten Datums übermittelt wird, wobei das Signal eine Information darüber enthält, dass das Haltbarkeitsdatum des im Dichtmittelreservoirs befindlichen Dichtmittels überschritten ist.
Ein Vorteil des vorstehend beschriebenen Aspekts der vorliegenden Erfindung ist, dass die Überwachung der Haltbarkeit des Dichtmittels automatisch vom Bordcomputer des Fahrzeuges gesteuert wird und somit anwenderseitige Fehler nahezu ausgeschlossen sind.
Bevorzugt ist ein Verfahren wie vorstehend beschrieben oder wie vorstehend als bevorzugt beschrieben, wobei das Fahrzeugrad eine Verbindungseinheit zum Verbinden des Dichtmittelreservoirs mit dem Reifeninnenraum aufweist, wobei die Verbindungseinheit bevorzugt ein in der Felge vorgesehener Anschluss, bevorzugt das Reifenventil, ist.
Ein Vorteil des vorstehend beschriebenen Aspekts der vorliegenden Erfindung ist, dass Reifen standardgemäß mit einem Reifenventil geliefert werden und somit eine gute Kompatibilität mit herkömmlichen Fahrzeugluftreifen gegeben ist.
Bevorzugt ist ein Verfahren wie vorstehend beschrieben oder wie vorstehend als bevorzugt beschrieben, wobei das Fahrzeugrad eine manuelle Schalteinheit zum Auslösen des in Schritt C) durchzuführenden Einführens des Dichtmittels aufweist.
Ein Vorteil des vorstehend beschriebenen Aspekts der vorliegenden Erfindung ist, dass das Einführen des Dichtmittels in den Fahrzeugluftreifen automatisiert ist und somit für den Anwender erleichtert wird.
Bevorzugt ist ein Verfahren wie vorstehend beschrieben oder wie vorstehend als bevorzugt beschrieben, wobei das eine Dichtmittelreservoir rund ist oder mehrere Kompartimente umfasst und so im Fahrzeugrad angeordnet ist, dass eine gleichmäßige Massenverteilung um die Rotationsachse herum angeordnet ist, wobei das Dichtmittel während des Schrittes C) gleichmäßig und gleichzeitig aus sämtlichen Kompartimenten entweicht, sodass vorteilhafterweise auch während des Entweichens keine Unwuchten im Fahrzeugrad entstehen.
Ein Vorteil des vorstehend beschriebenen Aspekts der vorliegenden Erfindung ist, dass durch die gleichmäßige Massenverteilung um die Rotationsachse herum eine derartige gleichmäßige Massenverteilung innerhalb des Fahrzeugrades sichergestellt wird, dass Unwuchten während eines Betriebs des Fahrzeugrades weitestgehend vermieden werden. Dies gilt für den befüllten, teilweise befüllten und ungefüllten zustand des Dichtmittelreservoirs.
Bevorzugt ist ein Verfahren wie vorstehend beschrieben oder wie vorstehend als bevorzugt beschrieben, wobei ein Signal an eine externe Empfangseinheit übermittelt wird, wobei das Signal eine Information darüber enthält, dass der Schritt B) und/oder Schritt C) durchgeführt worden ist oder dass eine Weiterfahrt mit dem Fahrzeugluftreifen möglich ist.
Ein Vorteil des vorstehend beschriebenen Aspekts der vorliegenden Erfindung ist, dass diese Information über ein Abdichten und Aufpumpen des Fahrzeugreifens beziehungsweise darüber, dass eine Weiterfahrt möglich ist, weiterverarbeitet kann und in Abhängigkeit dieser Information das Fahrzeugrad bedient und genutzt werden.
Bevorzugt ist ein Verfahren wie vorstehend beschrieben oder wie vorstehend als bevorzugt beschrieben, wobei ein Beschädigungsgrad der strukturellen Integrität des Reifens mittels eines Schadenssensors ermittelt wird.
Ein Vorteil des vorstehend beschriebenen Aspekts der vorliegenden Erfindung ist, dass ein weiterer Betrieb des Fahrzeugrades in Abhängigkeit des Beschädigungsgrades durchgeführt werden kann.
Bevorzugt ist ein Verfahren wie vorstehend beschrieben oder wie vorstehend als bevorzugt beschrieben, wobei die in den Reifeninnenraum eingeführte Gesamtmasse des Dichtmittels in Abhängigkeit des Beschädigungsgrades bestimmt wird.
Ein Vorteil des vorstehend beschriebenen Aspekts der vorliegenden Erfindung ist, dass das Dichtmittel eines Dichtmittelreservoirs für mehrere Reifenpannen während der Haltbarkeit des Dichtmittels eingesetzt werden könnte und somit die Umwelt weniger belastet wird.
Bevorzugt ist ein Verfahren wie vorstehend beschrieben oder wie vorstehend als bevorzugt beschrieben, wobei das Einführen des Dichtmittels in Schritt C) vorgenommen wird, sobald eine zeitliche Änderung des Druckes im Bereich von 100 kPa*l/min bis 5 000 kPa*l/min, bevorzugt im Bereich von 1000 kPa*l/min bis 3 000 kPa*l/min.
Ein Vorteil des vorstehend beschriebenen Aspekts der vorliegenden Erfindung ist, dass zeitliche Druckänderungen unterhalb der vorstehend beschriebenen Untergrenze häufig bei normaler Fahrt ohne Reifenschaden entstehen könnten und dass bei zeitlichen Druckänderungen oberhalb der vorstehend beschriebenen Obergrenze häufig ein Dichtmittel nicht zur Reparatur des Reifens ausreicht.
Bevorzugt ist ein Verfahren wie vorstehend beschrieben oder wie vorstehend als bevorzugt beschrieben, wobei der Schritt B) und/oder der Schritt C) während des Fahrtbetriebs des Fahrzeugrades durchgeführt werden und wobei der Reifeninnendruck bevorzugt so geregelt wird, dass die Druckänderungseinheit ausgeschaltet wird, sobald ein Zielwert von mindestens 150 kPa im Reifeninnraum erreicht wird, bevorzugt der vom Hersteller des Fahrzeugs für den Fahrzeugluftreifen vorgegebene Druck im Reifeninnraum erreicht wird.
Bevorzugt ist ein Verfahren wie vorstehend beschrieben oder wie vorstehend als bevorzugt beschrieben, wobei bei Unterschreiten eines Schwellwert von 100 kPa, bevorzugt von 130 kPa, eine Information zum Halten des Fahrzeuges an den Fahrzeugführer gesendet wird. Dies gilt insbesondere für Fahrzeugluftreifen zum Einsatz an autonom fahrenden Fahrzeugen.
Ein Vorteil des vorstehend beschriebenen Aspekts der vorliegenden Erfindung ist, dass das unterschreiten des vorstehend beschriebenen Schwellwerts einer übermäßige Beschädigung des Fahrzeugreifens eines erfindungsgemäßen Fahrzeugrades vorbeugt und somit die wahrscheinlich erhöht, dass die Panne am Fahrzeugluftreifen eines erfindungsgemäßen Fahrzeugrades mittels einführen des Dichtmittels im Schritt C) eines erfindungsmäßen Verfahrens erfolgen kann.
Bevorzugt ist ein Verfahren wie vorstehend beschrieben oder wie vorstehend als bevorzugt beschrieben, wobei das Dichtmittelreservoir im Fahrzeugluftreifen, im Reifeninnenraum, in der Speiche oder in der Felge des Fahrzeugrades integriert ist und Ventile umfasst, wobei die Ventile bevorzugt so ansteuerbar sind, dass in Abhängigkeit des ermittelten Beschädigungsgrades Dichtmittel in den Fahrzeugluftreifen einfüllbar ist.
Ein Vorteil des vorstehend beschriebenen Aspekts der vorliegenden Erfindung ist, dass beispielsweise Bauraum innerhalb des Fahrzeugrades eingespart und eine günstige Massenanordnung innerhalb des Fahrzeugrades sichergestellt werden kann.
Bevorzugt ist ein Verfahren wie vorstehend beschrieben oder wie vorstehend als bevorzugt beschrieben, wobei das Erfassen des Druckzustands in Schritt A) mittels eines Drucksensor zum Erfassen eines Druckzustands in einem Reifeninnenraum eines Fahrzeugluftreifens des Fahrzeugrades erfasst wird.
Bevorzugt ist ein Verfahren wie vorstehend beschrieben oder wie vorstehend als bevorzugt beschrieben, wobei die Druckänderungseinheit in der Speiche oder in der Felge des Fahrzeugrades integriert ist.
Ein Vorteil des vorstehend beschriebenen Aspekts der vorliegenden Erfindung ist, dass beispielsweise Bauraum innerhalb des Fahrzeugrades eingespart und eine günstige Massenanordnung innerhalb des Fahrzeugrades sichergestellt werden kann.
Bevorzugt ist ein Verfahren wie vorstehend beschrieben oder wie vorstehend als bevorzugt beschrieben, wobei die Druckänderungseinheit vollständig in ein erfindungsgemäßes Fahrzeugrad integriert ist, wobei das Erhöhen des Reifeninnendrucks in Schritt B) mittels mindestens jeweils einer separaten Druckgasquelle der Druckänderungseinheit an jedem Fahrzeugrad erfolgt, bevorzugt das Erhöhen des Reifeninnendrucks in Schritt B) mittels einer am Fahrzeugrad, insbesondere an der Felge, angeordneten elektrisch betriebenen Pumpe zur Erzeugung eines Luftdruckes erfolgt, wobei der jeweilige Fahrzeugluftreifen des Fahrzeugrads über entsprechende, gegebenenfalls fernbetätigbare Ventilschaltungen mit Luftdruck befüllbar ist.
Ein Vorteil des vorstehend beschriebenen Aspekts der vorliegenden Erfindung ist, dass beim Ausfall einer Druckgasquelle an einem Fahrzeugrad zumindest noch die verbleibenden Fahrzeugräder mittels ihrer Druckgasquelle befüllt werden können.
Im Rahmen der vorliegenden Erfindung umfasst eine Druckänderungseinheit zumindest eine der folgenden Elemente bestehend aus Pumpe, Kompressor und Druckgasquelle.
Bevorzugt ist ein Verfahren wie vorstehend beschrieben oder wie vorstehend als bevorzugt beschrieben, wobei die für die Druckänderungseinheit und/oder für den Betrieb der Ventilschaltung erforderliche elektrische Energie durch einen am jeweiligen Fahrzeugrad angeordneten Generator erzeugt und/oder in einem vorzugsweise ebenfalls am Fahrzeugrad angeordneten elektrischen Speicher zwischengespeichert wird.
Ein Vorteil des vorstehend beschriebenen Aspekts der vorliegenden Erfindung ist, dass die gesamte Stromversorgung der Druckänderungseinheit oder des Reifenreparatur-Kits im Fahrzeugrad vorhanden ist und somit sich während des Fahrens nicht relativ zur Druckänderungseinheit und/oder zum Dichtmittelreservoir bewegt.
Bevorzugt ist ein Verfahren wie vorstehend beschrieben oder wie vorstehend als bevorzugt beschrieben, wobei die Druckänderungseinheit nur teilweise in ein erfindungsgemäßes Fahrzeugrad integriert ist, wobei das Erhöhen des Reifeninnendrucks in Schritt B) mit einer zentralen Druckänderungseinheit erfolgt, welche eine zentrale Druckgasquelle aufweist, insbesondere einen Kompressor zur Erzeugung eines Luftdruckes, wobei die zentrale Druckänderungseinheit bevorzugt mit jedem Fahrzeugrad so in Verbindung steht, dass der jeweilige Fahrzeugluftreifen über Nabendurchführungen bzw. Drehdurchführungen und entsprechende, ggf. fernbetätigbare Ventilschaltungen mit Luftdruck befüllbar ist.
Ein Vorteil des vorstehend beschriebenen Aspekts der vorliegenden Erfindung ist, dass nur eine Druckänderungseinheit für sämtliche erfindungsgemäßen Fahrzeugräder an einem Fahrzeug nötig ist.
Eine zentrale Druckänderungseinheit ist hierbei vorzugsweise im Fahrzeug, insbesondere im Motorraum oder im Kofferraum, angeordnet.
Bevorzugt ist ein Verfahren wie vorstehend beschrieben oder wie vorstehend als bevorzugt beschrieben, wobei das Einleiten des Aufpumpens bzw. des Befüllvorgangs durch einen vom Fahrzeugführer über eine Bedieneinheit im Fahrzeug eingegebenen Steuerbefehl und die Steuerung des Befüllvorgangs dann durch eine Steuereinrichtung im Fahrzeug erfolgt.
Bevorzugt ist ein Verfahren wie vorstehend beschrieben oder wie vorstehend als bevorzugt beschrieben, wobei die Einführungsgeschwindigkeit und/oder die Fließgeschwindigkeit der zum Dichtmittelreservoir zugeführten Druckluftmenge und/oder der minimale Durchmesser der Verbindungsleitung vom Dichtmittelreservoir zum Fahrzeugluftreifen variiert wird und bevorzugt die folgende Bedingung bzw. Formel (1) erfüllt ist, $\frac{ρ_{G} \cdot ν_{G} \cdot V_{D M}}{D \cdot γ_{D M}} \geq 10^{- 5}$
in der die folgenden Parameter enthalten sind:

ρ_G:: Dichte der Druckluft bei 20°C [kg/m³];
ν_G:: Fließgeschwindigkeit der zum Dichtmittelreservoir zugeführten Druckluftmenge [m/s], gemessen nach ASTM D3154 - 14;
V_DM:: Volumenstrom (auch Einführungsgeschwindigkeit genannt) der zum Fahrzeugluftreifen zugeführten Dichtmittelmenge [m³/s], gemessen nach ISO 1217, Anhang C;
D:: minimaler Durchmesser der Verbindungsleitung vom Dichtmittelreservoir zum Fahrzeugluftreifen [m]; und
γ_DM:: Oberflächenspannung des Dichtmittels bei 20°C und Normaldruck [kg/s²], gemessen nach ASTM D1331 - 14 (Methode A).

Ein Vorteil des vorstehend beschriebenen Aspekts der vorliegenden Erfindung ist, dass durch das Einhalten der Parameterbereiche gemäß der vorstehend beschriebenen Formel (1) ein so genannter Pre-Sealing-Effekt erreicht wird, bei dem das Dichtmittel in Form von fein zerstäubten Dichtmitteltropfen in den Fahrzeugluftreifen gelangt und aufgrund des Druckabfalls hin zum Loch im Fahrzeugluftreifen das Loch im Fahrzeugluftreifen schneller erreicht und abgedichtet.
Im Rahmen der vorliegenden Erfindung kann die Verbindungsleitung zum Fahrzeugluftreifen auch ein Reifenventil des Fahrzeugluftreifens eines erfindungsgemäßen Fahrzeugrades umfassen, wobei dann häufig der minimale Durchmesser der Verbindungsleitung der minimale Durchmesser der Verbindungsleitung innerhalb eines Reifenventils des Fahrzeugluftreifens des erfindungsgemäßen Fahrzeugrades ist.
Die vorstehend beschriebenen vorteilhaften Aspekte eines erfindungsgemäßen Verfahrens zum Abdichten und/oder Aufpumpen von Fahrzeugluftreifen auf einem Fahrzeugrad gelten auch für sämtliche Aspekte eines nachstehend beschriebenen Fahrzeugrad und die nachstehend diskutierten vorteilhaften Aspekte erfindungsgemäßer Fahrzeugräder gelten entsprechend für sämtliche Aspekte eines erfindungsgemäßen Verfahrens zum Abdichten und/oder Aufpumpen von Fahrzeugluftreifen auf einem Fahrzeugrad.
Die Erfindung betrifft auch ein Fahrzeugrad zur Durchführung eines Verfahrens wie vorstehend beschrieben oder wie vorstehend als bevorzugt beschrieben, umfassend

- einen Drucksensor zum Erfassen eines Druckzustands in einem Reifeninnenraum eines Fahrzeugluftreifens des Fahrzeugrades,
- eine Dichtmitteleinführeinheit zum Einführen eines Dichtmittels in den Reifeninnenraum,
- eine in dem Fahrzeugrad integrierte und mit einem Elektromotor angetriebene Druckänderungseinheit zum Erhöhen des Reifeninnendruck in dem Reifeninnenraum, bevorzugt auf einen vorgegebenen Betriebsdruck,

Bevorzugt ist ein Fahrzeugrad wie vorstehend beschrieben oder wie vorstehend als bevorzugt beschrieben, wobei die Dichtmitteleinführeinheit so ausgestaltet ist, dass die Einführungsgeschwindigkeit des Dichtmittels aus einem Dichtmittelreservoir in den Reifeninnenraum während des Einführens variiert werden kann.
Ein Vorteil des vorstehend beschriebenen Aspekts der vorliegenden Erfindung ist, dass die Einführungsgeschwindigkeit angepasst werden kann, insbesondere gemäß der vorstehend beschriebenen Formel (1) eingestellt werden kann.
Bevorzugt ist ein Fahrzeugrad wie vorstehend beschrieben oder wie vorstehend als bevorzugt beschrieben, wobei das Fahrzeugrad einen in der Felge vorgesehenen Anschluss aufweist, welcher bevorzugt das Reifenventil ist.
Bevorzugt ist ein Fahrzeugrad wie vorstehend beschrieben oder wie vorstehend als bevorzugt beschrieben, wobei das eine Dichtmittelreservoir rund ist oder mehrere Kompartimente umfasst und so im Fahrzeugrad angeordnet ist, dass eine gleichmäßige Massenverteilung um die Rotationsachse herum angeordnet ist.
Bevorzugt ist ein Fahrzeugrad wie vorstehend beschrieben oder wie vorstehend als bevorzugt beschrieben, wobei das Fahrzeugrad einen Schadenssensor aufweist, bevorzugt einen Deformationssensor, einen Durchstichsensor und/oder einen Vibrationssensor.
Bevorzugt ist ein Fahrzeugrad wie vorstehend beschrieben oder wie vorstehend als bevorzugt beschrieben, wobei der Schadenssensor ein quantitatives Schadenssignal ermitteln kann.
Ein Vorteil des vorstehend beschriebenen Aspekts der vorliegenden Erfindung ist, dass dem Fahrzeughalter oder dem Anwender des Reifenreparatur-Kits bei der Entscheidung geholfen werden kann, ob das Einführen eines Dichtmittels in den Fahrzeugluftreifen mit einer die Pfanne überhaupt beheben kann und bejahendenfalls wie viel Dichtmittel in den Fahrzeugluftreifen eingeführt werden sollte.
Bevorzugt ist ein Fahrzeugrad wie vorstehend beschrieben oder wie vorstehend als bevorzugt beschrieben, wobei das Fahrzeugrad eine Regelungseinheit aufweist oder Mittel zum Verbinden mit einer Regelungseinheit aufweist, die dazu eingerichtet ist, die eingeführte Gesamtmasse des Dichtmittels in Schritt D) in Abhängigkeit des quantitativen Schadenssignal und/oder aus einer Druckdifferenz zwischen zwei der mehreren in Schritt A) erfassten Druckzuständen zu regeln.
Ein Vorteil des vorstehend beschriebenen Aspekts der vorliegenden Erfindung ist, dass nur eine zur Abdichtung nötige Menge an Dichtmittel in den Fahrzeugluftreifen eingeführt wird und somit Dichtmittel gespart werden kann.
Bevorzugt ist ein Fahrzeugrad wie vorstehend beschrieben oder wie vorstehend als bevorzugt beschrieben, wobei das Fahrzeugrad eine Regelungseinheit aufweist oder Mittel zum Verbinden mit einer Regelungseinheit aufweist, die dazu eingerichtet ist, das Einführen des Dichtmittels in Schritt C) in Abhängigkeit einer zeitlichen Änderung des Druckes auf Basis der in Schritt A) erfassten Druckzustände zu regeln.
Ein Vorteil des vorstehend beschriebenen Aspekts der vorliegenden Erfindung ist, dass nur eine zur Abdichtung nötige Menge an Dichtmittel in den Fahrzeugluftreifen eingeführt wird und somit Dichtmittel gespart werden kann.
Figurenliste
Es zeigt:

1: Eine schematische Darstellung eines erfindungsgemäßen Fahrzeugrades gemäß einer Ausführungsform;
2: Eine schematische Darstellung eines erfindungsgemäßen Fahrzeugrades gemäß einer weiteren Ausführungsform;
3: Eine schematische Darstellung eines erfindungsgemäßen Fahrzeugrades gemäß einer weiteren Ausführungsform;
4: Eine schematische Darstellung eines erfindungsgemäßen Fahrzeugrades gemäß einer weiteren Ausführungsform;
5: Eine schematische Darstellung eines erfindungsgemäßen Fahrzeugrades gemäß einer weiteren Ausführungsform.

In der 1 ist ein Fahrzeugrad 1 zur Durchführung eines erfindungsgemäßen Verfahrens schematisch dargestellt. Das Fahrzeugrad 1 ist in Radialschnittansicht dargestellt. Das Fahrzeugrad 1 ist um eine Rotationsachse 2 in eine Umlaufrichtung 3 rotierbar. Das Fahrzeugrad 1 weist einen Drucksensor 4 zum Erfassen eines Druckzustands in einem Reifeninnenraum 5 eines Fahrzeugreifens 6 des Fahrzeugrades 1 auf.
Das Fahrzeugrad 1 weist ferner eine Dichtmitteleinführeinheit 7 zum Einführen eines Dichtmittels 8 aus einem Dichtmittelreservoir 9 in den Reifeninnenraum 5 auf.
Da Fahrzeugrad 1 weist weiter eine in dem Fahrzeugrad 1 integrierte und mit einem Elektromotor 10 angetriebene Druckänderungseinheit 11 zum Erhöhen des Reifeninnendruck in dem Reifeninnenraum 5 auf.
Die Masse des Dichtmittelreservoirs 9 ist gleichmäßig entlang der Umlaufrichtung 3 verteilt.
Gemäß der in der 1 dargestellten Ausführungsform handelt es sich bei dem Dichtmittelreservoir 9 um einen torusförmigen Schlauch oder um ein torusförmiges Rohr. Das Dichtmittelreservoir 9 ist mittels einer ein Dichtmittelfüllventil 19 umfassenden Dichtmittelbefüllleitung 20 wiederbefüllt werden.
In der 2 ist ein erfindungsgemäßes Fahrzeugrad 1 gemäß einer weiteren Ausführungsform schematisch dargestellt. Gemäß der in der 2 schematisch dargestellten Ausführungsform weist das Dichtmittelreservoir 9 mehrere Dichtmittelspeicherkomponenten 12 auf. Die Dichtmittelspeicherkomponenten 12 sind in Hohlräumen 13 einer Felge 14 des Fahrzeugrades 1 angeordnet.
In der 3 ist ein erfindungsgemäßes Fahrzeugrad 1 gemäß einer weiteren Ausführungsform schematisch dargestellt. Gemäß der in der 3 schematisch dargestellten Ausführungsform weist das Dichtmittelreservoir 9 mehrere Dichtmittelspeicherkomponenten 12 auf. Die Dichtmittelspeicherkomponenten 12 sind zwischen Speichen 15 des Fahrzeugrades 1 angeordnet.
In der 4 ist ein erfindungsgemäßes Fahrzeugrad 1 gemäß einer weiteren Ausführungsform schematisch dargestellt. Gemäß der in der 4 schematisch dargestellten Ausführungsform weist das Dichtmittelreservoir 9 mehrere Dichtmittelspeicherkomponenten 12 auf. Die Dichtmittelspeicherkomponenten 12 sind innerhalb von Speichen 15 des Fahrzeugrades 1 angeordnet.
In der 5 ist ein erfindungsgemäßes Fahrzeugrad 1 gemäß einer weiteren Ausführungsform schematisch dargestellt. Gemäß der in der 5 dargestellten Ausführungsform weist das Fahrzeugrad 1 einen Schadenssensor 16 auf. Insbesondere weist das Fahrzeugrad 1 eine Regelungseinheit 17 auf die dazu eingerichtet ist, das Einführen des Dichtmittels 8 in Schritt C) in Abhängigkeit einer zeitlichen Änderung des Reifeninnendruckes auf Basis der in Schritt A) erfassten Druckzustände zu regeln.
Insbesondere weist das Fahrzeugrad 1 ein Mittel 18 zum Verbinden mit einer Regelungseinheit 17 auf, wobei das Mittel 18 dazu eingerichtet ist, das Einführen des Dichtmittels 8 in Schritt C) in Abhängigkeit einer zeitlichen Änderung des Reifeninnendruckes auf Basis der in Schritt A) erfassten Druckzustände zu regeln.
Bezugszeichenliste

1: Fahrzeugrad
2: Rotationsachse
3: Umlaufrichtung
4: Drucksensor
5: Reifeninnenraum
6: Fahrzeugreifen, Fahrzeugluftreifen, Reifen
7: Dichtmitteleinfürheinheit
8: Dichtmittel
9: Dichtmittelreservoir
10: Elektromotor
11: Druckänderungseinheit
12: Dichtmittelspeicherkomponenten
13: Hohlraum einer Felge
14: Felge
15: Speichen
16: Schadenssensor
17: Regelungseinheit
18: Mittel zum Verbinden mit einer Regelungseinheit
19: Dichtmittelfüllventils zum Befüllen des Dichtmittelreservoir
20: Dichtmittelbefüllleitung

Claims

Verfahren zum Abdichten und/oder Aufpumpen von Fahrzeugluftreifen (6) auf einem Fahrzeugrad (1), umfassend die folgenden Schritte: A) Mehrfaches Erfassen eines Druckzustands in einem Reifeninnenraum (5) eines Fahrzeugluftreifens (6) eines Fahrzeugrades (1), B) Erhöhen des Reifeninnendrucks in dem Reifeninnenraum (5) mittels einer mit einem Elektromotor angetriebenen Druckänderungseinheit (11), wobei die Druckänderungseinheit (11) zumindest teilweise in das Fahrzeugrad (1) integriert ist, C) Optionales Einführen eines Dichtmittels (8) in den Reifeninnenraum (5) aus einem Dichtmittelreservoir (9) mittels einer Dichtmitteleinführeinheit (7), D) Austauschen des Dichtmittelreservoirs (9) mit einem weiteren mit Dichtmittel (8) befüllten Dichtmittelreservoir (9) oder Wiederbefüllen des Dichtmittelreservoirs (9) mit weiterem Dichtmittel (8).
Verfahren nach Anspruch 1, wobei ein Signal an eine externe Empfangseinheit zeitlich nach einem vordefinierten Zeitraum oder zeitlich nach Überschreitung eines in eine mit der Empfangseinheit verbundenen Steuereinheit einprogrammierten Datums übermittelt wird, wobei das Signal eine Information darüber enthält, dass das Haltbarkeitsdatum des im Dichtmittelreservoirs (9) befindlichen Dichtmittels (8) überschritten ist.
Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei das Fahrzeugrad (1) eine manuelle Schalteinheit zum Auslösen des in Schritt C) durchzuführenden Einführens des Dichtmittels (8) aufweist.
Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei das eine Dichtmittelreservoir (9) rund ist oder mehrere Kompartimente umfasst und so im Fahrzeugrad (1) angeordnet ist, dass eine gleichmäßige Massenverteilung um die Rotationsachse (2) herum angeordnet ist.
Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei ein Beschädigungsgrad der strukturellen Integrität des Reifens (6) mittels eines Schadenssensors ermittelt wird.
Verfahren nach Anspruch 5, wobei die in den Reifeninnenraum (5) eingeführte Gesamtmasse des Dichtmittels (8) in Abhängigkeit des Beschädigungsgrades bestimmt wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 5 bis 6, wobei das Einführen des Dichtmittels (8) in Schritt C) in Abhängigkeit des ermittelten Beschädigungsgrades und/oder in Abhängigkeit einer zeitlichen Änderung des Druckes auf Basis der in Schritt A) erfassten Druckzustände vorgenommen wird.
Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei das Einführen des Dichtmittels (8) in Schritt C) vorgenommen wird, sobald eine zeitliche Änderung des Druckes im Bereich von 100 kPa*l/min bis 5 000 kPa*l/min.
Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei die Dichtmitteleinführeinheit (7) und die Druckänderungseinheit (11) identisch sind, bevorzugt ein einziger Kompressor sind.
Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei das Dichtmittelreservoir (9) im Fahrzeugluftreifen (6), im Reifeninnenraum (5), in der Speiche oder in der Felge des Fahrzeugrades (1) integriert ist und Ventile umfasst, wobei die Ventile bevorzugt so ansteuerbar sind, dass in Abhängigkeit des ermittelten Beschädigungsgrades Dichtmittel (8) in den Fahrzeugluftreifen (6) einfüllbar ist.
Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei die Einführungsgeschwindigkeit und/oder die Fließgeschwindigkeit der zum Dichtmittelreservoir (9) zugeführten Druckluftmenge und/oder der minimale Durchmesser der Verbindungsleitung vom Dichtmittelreservoir (9) zum Fahrzeugluftreifen (6) variiert wird und bevorzugt die folgende Bedingung bzw. Formel (1) erfüllt ist, $\frac{ρ_{G} \cdot ν_{G} \cdot V_{D M}}{D \cdot γ_{D M}} \geq 10^{- 5}$
in der die folgenden Parameter enthalten sind: ρ_G: Dichte der Druckluft bei 20°C [kg/m³]; ν_G: Fließgeschwindigkeit der zum Dichtmittelreservoir (9) zugeführten Druckluftmenge [m/s], gemessen nach ASTM D3154 - 14; V_DM: Volumenstrom (auch Einführungsgeschwindigkeit genannt) der zum Fahrzeugluftreifen (6) zugeführten Dichtmittelmenge [m³/s], gemessen nach ISO 1217, Anhang C; D: minimaler Durchmesser der Verbindungsleitung vom Dichtmittelreservoir (9) zum Fahrzeugluftreifen (6) [m]; und γ_DM: Oberflächenspannung des Dichtmittels (8) bei 20°C und Normaldruck [kg/s²], gemessen nach ASTM D1331 - 14 (Methode A).
Fahrzeugrad zur Durchführung eines Verfahrens nach den vorangehenden Ansprüchen, umfassend - einen Drucksensor (4) zum Erfassen eines Druckzustands in einem Reifeninnenraum (5) eines Fahrzeugluftreifens (6) des Fahrzeugrades (1), - eine Dichtmitteleinführeinheit (7) zum Einführen eines Dichtmittels (8) in den Reifeninnenraum (5), - eine in dem Fahrzeugrad (1) integrierte und mit einem Elektromotor angetriebene Druckänderungseinheit (11) zum Erhöhen des Reifeninnendruck in dem Reifeninnenraum (5), bevorzugt auf einen vorgegebenen Betriebsdruck, dadurch gekennzeichnet, dass das Dichtmittelreservoir (9) lösbar und wiederverbindbar mit dem Fahrzeugrad (1) verbunden ist.
Fahrzeugrad nach Anspruch 12, wobei - die Dichtmitteleinführeinheit (7) so ausgestaltet ist, dass die Einführungsgeschwindigkeit des Dichtmittels (8) aus einem Dichtmittelreservoir (9) in den Reifeninnenraum (5) während des Einführens variiert werden kann und/oder - das eine Dichtmittelreservoir (9) rund ist oder mehrere Kompartimente umfasst und so im Fahrzeugrad (1) angeordnet ist, dass eine gleichmäßige Massenverteilung um die Rotationsachse herum angeordnet ist.
Fahrzeugrad nach einem der Ansprüche 12 bis 13, wobei das Fahrzeugrad (1) einen Schadenssensor (16) aufweist, bevorzugt einen Deformationssensor, einen Durchstichsensor und/oder einen Vibrationssensor, wobei der Schadenssensor (16) bevorzugt ein quantitatives Schadenssignal ermitteln kann, wobei das Fahrzeugrad (1) besonders bevorzugt eine Regelungseinheit aufweist oder Mittel zum Verbinden mit einer Regelungseinheit aufweist, die dazu eingerichtet ist, - die eingeführte Gesamtmasse des Dichtmittels (8) in Schritt D) in Abhängigkeit des quantitativen Schadenssignal und/oder aus einer Druckdifferenz zwischen zwei der mehreren in Schritt A) erfassten Druckzuständen zu regeln, und/oder - das Einführen des Dichtmittels (8) in Schritt C) in Abhängigkeit einer zeitlichen Änderung des Druckes auf Basis der in Schritt A) erfassten Druckzustände zu regeln.