DE10309591A1 - Vorrichtung zur Drucklufteinleitung in den Luftreifen des Rades eines Fahrzeugs über die Nabe - Google Patents

Vorrichtung zur Drucklufteinleitung in den Luftreifen des Rades eines Fahrzeugs über die Nabe

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Abstract

Eine Vorrichtung (B) zur Einleitung von Druckluft in den Luftreifen des Rades eines Fahrzeugs über die Nabe enthält: DOLLAR A - einen ersten, sich nicht drehenden Ring (11), der an einem sich nicht drehenden Ring (1) einer Lagereinheit (A) anliegend angebracht werden kann, DOLLAR A - einen zweiten, sich drehenden Ring, der in der Drehbewegung mit einem sich drehenden Ring der Lagereinheit (A) gekoppelt werden kann, DOLLAR A - mindestens einen ersten Luftdurchlass (13, 113), der durch den ersten, sich nicht drehenden Ring (11) verläuft, DOLLAR A - mindestens einen zweiten Luftdurchlass (14), der durch den zweiten, sich drehenden Ring (12) verläuft, DOLLAR A - eine Dichteinrichtung (15, 16), die zwischen dem ersten (11) und dem zweiten (12) Ring eingefügt ist und mit diesen eine Zwischenkammer (17) bildet, die mit dem ersten (13, 113) und dem zweiten (14) Durchlass in Verbindung steht.

Description

  • Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Einleitung von Druckluft in den Luftreifen des Rades eines Fahrzeugs über die Radnabe; die Erfindung betrifft darüber hinaus ein Lageraggregat bzw. eine Lagergruppe für die Radnabe eines mit einer solchen Vorrichtung ausgestatteten Fahrzeugs.
  • Bekannt sind Lagereinheiten für die Radnabe eines Fahrzeugs, die mit entsprechenden Durchgangsöffnungen und Dichteinrichtungen versehen sind, um das Einblasen von Druckluft aus einer im Fahrzeug angebrachten Druckluftquelle in den Luftreifen zu ermöglichen. Diese Lösungen ermöglichen es, den Luftdruck in den Luftreifen zu regeln und/oder zu überwachen.
  • Zum besseren Verständnis des Standes der Technik und der mit ihr zusammenhängenden Probleme wird zunächst eine Lagereinheit der oben erwähnten Art beschrieben, wobei auf Fig. 1 der beigefügten Zeichnungen Bezug genommen wird. Eine derartige Lagereinheit ist beispielsweise aus EP-713021, EP-656267, US-5503480, DE-37 38 529, FR-2714943 bekannt.
  • In Fig. 1 enthält eine Lagereinheit einen Außenring 1, einen aus zwei axial nebeneinanderliegenden Halbringen bestehenden Innenring 2 und zwei Serien von Wälzkugeln 3. In einer zwischen den beiden Serien von Kugeln 3 verlaufenden radialen Ebene befinden sich verschiedene radiale äußere Kanäle 6, die durch den Außenring 1 des Lagers verlaufen, und verschiedene innenliegende radiale Durchlässe 7, die den Innenring 2 des Lager durchsetzen.
  • In dem von dem Außenring 1 und dem Innenring 2 und den beiden Serien von Kugeln 3 begrenzten Raum ist eine Dichteinrichtung 8 angebracht, die es der Druckluft ermöglicht, die äußeren Kanäle 6 und die inneren Kanäle 7 des Lagers zu durchströmen. Die Dichteinrichtung 8 besteht aus zwei ringförmigen Dichtelementen 9, die axial und symmetrisch bezüglich einer durch die Kanäle 6 und 7 der Lagereinheit verlaufenden radialen Ebene einander gegenüberliegen. Jedes Dichtelement 9 enthält üblicherweise eine metallische Bewehrung bzw. Armierung, auf die ein biegsames Material, wie etwa ein Elastomer, aufgeformt ist. Die Metallarmierung besteht aus einem Metallblech, das so gebogen ist, daß es einen Teil 10 aufweist, der axial auf dem Außenring 1 des Lagers befestigt wird, und einen radialen Verstärkungsteil für das aufgeformte biegsame Material, das eine biegsame Wand 11 bildet, deren freies Ende eine Lippe 12 entstehen läßt, die vorzugsweise aus einem Stoff mit geringer Reibungszahl wie etwa Teflon besteht und in Gleitkontakt mit einer auf dem Innenring 2 des Lagers ausgebildeten Berührungsoberfläche 13 steht. Die beiden so angeordneten Dichtelemente 9 begrenzen eine ringförmige Zwischenkammer 14. Die Druckluft aus einer im Fahrzeug angebrachten Druckluftquelle, die eine automatisierte oder vom Fahrer gesteuerte Einrichtung sein kann, fließt durch hierfür vorgesehene Kanäle im Schenkel der Aufhängung des Rades, in dem das Lager sitzt, fließt durch die äußeren Kanäle 6 in die ringförmige Zwischenkammer 14, durchsetzt die innenliegenden Kanäle 7 und wird von hier über weitere Kanäle zur Radfelge und dann zum Luftreifen geleitet.
  • Ziel der Erfindung ist es, das Einblasen von Druckluft in den Luftreifen des Rades über die Nabe zu ermöglichen und dabei die Herstellung der herkömmlichen, in den Innen- und Außenringen des Lagers vorgesehenen radialen Durchgangsbohrungen zu vermeiden. Einerseits hat die Herstellung solcher Bohrungen eine Komplikation der Konstruktion zur Folge, die nachteilige Auswirkungen auf die Laufbahnen der Lagerringe haben kann, wo die zulässigen Toleranzen bekanntlich sehr niedrig sind; andererseits kann der Durchtritt von Druckluft durch das Lager dessen Lebensdauer fühlbar verkürzen, wenn die Dichtungen, die die oben beschriebene ringförmige Zwischenkammer begrenzen, schadhaft sind.
  • Dieses Ziel und weitere Ziele und Vorteile, die nachfolgend noch verständlicher werden, werden erfindungsgemäß von einer Vorrichtung und einem Lageraggregat erreicht, die die in den beigefügten Ansprüchen festgelegten Merkmale haben.
  • Es werden nun anhand der beigefügten Zeichnungen die konstruktiven und funktionellen Merkmale einiger bevorzugter Ausführungsbeispiele der erfindungsgemäßen Vorrichtung und des erfindungsgemäßen Lageraggregats beschrieben. Es zeigen:
  • Fig. 1 einen axialen Schnitt durch eine bekannte Lagereinheit, durch die Durchlässe für Druckluft vorgesehen sind;
  • Fig. 2 einen schematischen teilweisen axialen Schnitt durch eine erste Ausführungsform eines mit einer erfindungsgemäßen Vorrichtung ausgestatteten Lageraggregats;
  • Fig. 3 einen schematischen axialen Schnitt durch eine zweite Ausführungsform eines mit einer erfindungsgemäßen Vorrichtung ausgestatteten Lageraggregats;
  • Fig. 4 einen schematischen axialen Schnitt durch eine Lagereinheit der herkömmlichen Art, die mit einer Vorrichtung zur Ermittlung der relativen Drehgeschwindigkeit zwischen den Lagerringen versehen ist;
  • Fig. 5 einen schematischen teilweisen axialen Schnitt durch eine dritte Ausführungsform eines mit einer erfindungsgemäßen Vorrichtung ausgestatteten Lageraggregats;
  • Fig. 6 einen schematischen axialen Schnitt durch eine vierte Ausführungsform eines mit einer erfindungsgemäßen Vorrichtung ausgestatteten Lageraggregats;
  • Fig. 7 einen schematischen teilweisen axialen Schnitt durch eine fünfte Ausführungsform eines mit einer erfindungsgemäßen Vorrichtung ausgestatteten Lageraggregats;
  • Fig. 8 einen schematischen axialen Schnitt durch eine sechste Ausführungsform eines mit einer erfindungsgemäßen Vorrichtung ausgestatteten Lageraggregats;
  • Fig. 9 einen schematischen teilweisen axialen Schnitt durch eine siebte Ausführungsform eines mit einer erfindungsgemäßen Vorrichtung ausgestatteten Lageraggregats; und
  • Fig. 10 einen schematischen axialen Schnitt durch eine achte Ausführungsform eines mit einer erfindungsgemäßen Vorrichtung ausgestatteten Lageraggregats.
  • Bezugnehmend auf die Fig. 2 und 3 enthält eine insgesamt mit A bezeichnete Lagereinheit einen in Bezug auf die Drehbewegung feststehenden Außenring 1, ein Paar von sich drehenden Innenringen 2 und 3 und zwei Serien von Wälzkörpern 4, 5, in diesem Beispiel Kugeln, die radial zwischen dem Außenring 1 und den Innenringen 2, 3 eingefügt sind.
  • Die hier dargestellte Lagereinheit ist eine Standardeinheit der sogenannten I-Generation; die Bezugnahme auf dieses mögliche Anwendungsgebiet darf jedoch in keiner Weise als einschränkend für den Patentumfang ausgelegt werden, da die Erfindung gleichermaßen auf Lagereinheiten mit angeflanschten Ringen anwendbar ist.
  • Vorzugsweise ist an einem Ende des Außenrings 1 eine sich am Rande längs des Umfangs erstreckende Eintiefung 6 vorgesehen. Lager mit einer derartigen sich längs des Umfangs erstreckenden Eintiefung werden bereits eingesetzt, wie in Fig. 4 schematisch dargestellt ist, um den Einbau eines ringförmigen Deckels 7 zu ermöglichen, der einen Sensor 8 trägt, der einem Abtastrad (Impulsgeberrad) bzw. Tonrad (ruota fonica) 9 gegenüberliegt, das in der Drehbewegung mit einem der rotierenden Innenringe des Lagers fest verbunden ist. Der Deckel 7 weist einen sich längs des Umfangs erstreckenden Vorsprung 10 auf, dessen Form zur Vertiefung 6 des Innenrings 1 komplementär ist, um die Kopplung mit diesem zu erleichtern.
  • Noch bezugnehmend auf Fig. 2 ist erfindungsgemäß mit der Lagereinheit A eine Vorrichtung B zur Einleitung von Druckluft in den (nicht dargestellten) Luftreifen des Rades über die (nicht dargestellte) Nabe gekoppelt, auf der in bekannter Weise die Innenringe 2, 3 des Lagers befestigt sind.
  • Die Vorrichtung B enthält einen feststehenden Außenring 11 und einen rotierenden Innenring 12. In einer radialen, im wesentlichen mittigen Ebene P sind ein radial außenliegender Durchlaß 13 durch den Außenring 11 und ein oder mehrere radiale innenliegende Durchlässe 14 durch den Innenring 12 ausgebildet. Der außenliegende Durchlass 13 verläuft zwischen der äußeren zylindrischen Oberfläche 20 und der innenliegenden zylindrischen Oberfläche 11a des Außenrings 11. Der innere Durchlass 14 verläuft zwischen der äußeren zylindrischen Oberfläche 12a und der inneren zylindrischen Oberfläche 12b des Innenrings 12.
  • In dem ringförmigen Raum zwischen dem Außenring 11 und dem Innenring 12 ist eine Dichteinrichtung angeordnet, die in diesem Beispiel aus zwei getrennten ringförmigen Dichtelementen 15, 16 besteht, die einander axial und symmetrisch bezüglich der radialen Mittelebene P gegenüberliegen, in der die Bohrungen 13 und 14 liegen. Eine ringförmige Zwischenkammer 17 ist somit seitlich von den Dichtelementen 15, 16, nach außen von dem Außenring 11 und nach innen von dem Innenring 12 begrenzt. Über die Bohrungen 13 und 14 steht die Kammer 17 in Verbindung und gestattet . den Durchtritt von Druckluft mit weiteren (nicht dargestellten) Kanälen und Rohrleitungen, die zwischen der äußeren Bohrung 13 und einer im Fahrzeug angebrachten Druckluftquelle bzw. den inneren Bohrungen 14 und dem Luftreifen des Rades eingeschaltet sind.
  • Die Merkmale der Ausführungen der Dichteinrichtungen 15, 16 sind an sich bekannt und werden daher in dieser Beschreibung nicht in weiteren Einzelheiten beschrieben. Für die Herstellung von nicht im einzelnen dargestellten Teilen kann daher Bezug genommen werden auf irgendeines der in der Beschreibungseinleitung erwähnten Dokumente. Weitere Konstruktionslösungen können beispielsweise in US-5221381, EP-521719, US-5080156, GB-2223207, US-4844138, EP-208540 gefunden werden.
  • Um die Kopplung zwischen dem Außenring 13 der Vorrichtung B und dem Außenring 1 der Lagereinheit A zu verbessern, weist der Außenring 13 vorzugsweise einen in axialer Richtung vorspringenden Rand 18 auf, der eine zu der Eintiefung 6 des Außenrings 1 des Lagers komplementäre Form hat und sich in diese Eintiefung einfügt.
  • Im zusammengebauten Zustand ist der Außenring 11 der Vorrichtung B zusammen mit dem an ihm anliegenden Außenring 1 des Lagers feststehend, und der Innenring 12 der Vorrichtung B ist in der Drehbewegung fest verbunden mit den anliegenden rotierenden Innenringen 2, 3 der Lagereinheit A.
  • Bei der in Fig. 2 dargestellten Ausführungsform verläuft der Kanal 13 des Außenrings 11 in radialer Richtung und öffnet sich zur äußeren zylindrischen Oberfläche 20 des Rings 11 hin, um beispielsweise mit einem Durchlass in dem (nicht dargestellten) Schenkel der Radaufhängung, die das Lager trägt, in Verbindung zu treten.
  • Bei der zweiten in Fig. 3 dargestellten Ausführungsform hat der in dem feststehenden Außenring 11 vorgesehene äußere Kanal 113 einen abgewinkelten Verlauf und öffnet sich auf eine seitliche Fläche 21 dieses Rings, beispielsweise um die Einleitung von Druckluft über einen Kanal oder eine vom Schenkel der Radaufhängung getrennte Rohrleitung aufzunehmen.
  • Bei der dritten in Fig. 5 dargestellten Ausführungsform ist das aus der Lagereinheit A und der Vorrichtung B bestehende Aggregat mit einer Vorrichtung C zur Ermittlung der relativen Drehgeschwindigkeit zwischen den Lagerringen gekoppelt. Die an sich bekannte Vorrichtung C enthält ein deckelartiges Einbauelement 7, das einen Sensor trägt, der einem Abtastrad (Impulsgeberrad) bzw. Tonrad 9 gegenüberliegt, das sich in fester Verbindung mit dem rotierenden Innenring 12 der Vorrichtung B dreht. Der Tragdeckel 7 ist an dem feststehenden Außenring 11 mittels eines in axialer Richtung vorspringenden Randes 10 befestigt, der in einer am Rand gelegenen, sich längs des Umfang erstreckenden Eintiefung 22 zu liegen kommt, die im Außenring 11 auf der Seite vorgesehen ist, die der den vorspringenden Rand 18 aufweisenden Seite entgegengesetzt ist.
  • Bei der in Fig. 6 dargestellten vierten Ausführungsform öffnet sich der Durchlass 113 durch den Außenring 11 der Vorrichtung B zur seitlichen Oberfläche 21 des Rings 11, ähnlich dem bei der Ausführungsform der Fig. 3 Dargestellten. Der den Sensor tragende Deckel 7 weist überdies eine axial mit der seitlichen Öffnung des Durchlasses 113 fluchtende Bohrung 23 auf.
  • Die weiteren in den Fig. 7, 8, 9 und 10 dargestellten Ausführungsformen unterscheiden sich von den vorausgehenden im wesentlichen durch die Art des verwendeten Außenrings des Lagers. In den Fig. 7 bis 10 bildet der feststehende Außenring 1 des Lagers auf einer Seite eine Schulter 24, die zum Anschlag an die axial innenliegende Seite des Schenkels M der Radaufhängung gebracht wird; das entgegengesetzte Ende des Außenrings 1 wird kaltverformt, vorzugsweise durch an sich bekanntes Rollbiegen, wodurch ein Rand 25 entsteht, der radial gegen die axial außenliegende Oberfläche des Schenkels M vorspringt, so daß die Lagereinheit A in der Aufhängung axial festgelegt wird. Der in axialer Richtung vorspringende Rand 18 des Außenrings 11 der Vorrichtung B verbindet sich formschlüssig mit der Schulter 24 des Außenrings 1 der Lagereinheit A.
  • Während in Fig. 7 der Durchlaß 13 in radialer Richtung verläuft, ist in Fig. 8 der entsprechende Durchlaß 113 abgewinkelt. In den Fig. 9 und 10 sind zwei weitere Ausführungsformen dargestellt, die denen der Fig. 7 bzw. 8 ähnlich sind, wo das erfindungsgemäße Aggregat überdies eine Vorrichtung C zur Ermittlung der Umdrehungsgeschwindigkeit enthält.
  • Wie man feststellen kann, ist es dank der Erfindung möglich, Druckluft durch die Radnabe einzuleiten, indem ein "Standard"-Lager ohne Luftdurchlässe in seinen Ringen herangezogen wird. Die in den Fig. 3, 6, 8 und 10 dargestellten Ausführungsformen ermöglichen es überdies, ohne durch den Schenkel der Aufhängung verlaufende Kanäle auszukommen.
  • Es versteht sich, daß die Erfindung nicht auf die hier beschriebenen und dargestellten Ausführungsformen beschränkt ist, die als Ausführungsbeispiele der erfindungsgemäßen Vorrichtung und des erfindungsgemäßen Aggregats zu betrachten sind; die Erfindung kann stattdessen Änderungen hinsichtlich Form und Anordnung von Teilen, konstruktiver und funktioneller Einzelheiten unterliegen. Beispielsweise werden die einschlägigen Fachleute bestätigen, daß mittels geeigneter Änderungen die Erfindung gleichermaßen auf Lagereinheiten oder Lager- Naben-Einheiten anwendbar ist, bei denen der rotierende Ring radial außenliegend und der feststehende Ring radial innenliegend ist.
  • Eine Vorrichtung zur Einleitung von Druckluft in den Luftreifen des Rades eines Fahrzeugs über die Nabe enthält:
    • - einen ersten, sich nicht drehenden Ring, der an einem sich nicht drehenden Ring einer Lagereinheit anliegend angebracht werden kann,
    • - einen zweiten, sich drehenden Ring, der in der Drehbewegung mit einem sich drehenden Ring der Lagereinheit gekoppelt werden kann,
    • - mindestens einen ersten Luftdurchlass, der durch den ersten, sich nicht drehenden Ring verläuft,
    • - mindestens einen zweiten Luftdurchlass, der durch den zweiten, sich drehenden Ring verläuft,
    • - eine Dichteinrichtung, die zwischen dem ersten und dem zweiten Ring eingefügt ist und mit diesen eine Zwischenkammer bildet, die mit dem ersten und dem zweiten Durchlass in Verbindung steht.

Claims (10)

1. Vorrichtung zur Einleitung von Druckluft in den Luftreifen des Rades eines Fahrzeugs über die Nabe, enthaltend:
einen ersten, sich nicht drehenden Ring (11), der so eingebaut werden kann, daß er an einem sich nicht drehenden Ring (1) einer Lagereinheit (A) anliegt,
einen zweiten, sich drehenden Ring, der in der Drehbewegung mit einem sich drehenden Ring der Lagereinheit (A) koppelbar ist,
mindestens einen ersten Luftdurchlass (13, 113), der durch den ersten, sich nicht drehenden Ring (11) hindurch verläuft,
mindestens einen zweiten Luftdurchlaß (14), der durch den zweiten, sich drehenden Ring (12) hindurch verläuft,
eine Dichteinrichtung (15, 16), die zwischen den ersten (11) und den zweiten (12) Ring eingefügt ist und mit diesen eine Zwischenkammer (17) bildet, die mit dem ersten (13, 113) und dem zweiten (14) Durchlass in Verbindung steht.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß der erste, sich nicht drehende Ring (11) radial außenliegend angeordnet ist und der erste Luftdurchlass (13, 113) zwischen einer äußeren Oberfläche (20, 21) und einer innenliegenden zylindrischen Oberfläche (11a) des ersten, sich nicht drehenden Rings (11) verläuft,
daß der zweite, sich drehende Ring (12) radial innenliegend angeordnet ist und der zweite Luftdurchlass (14) zwischen einer äußeren zylindrischen Oberfläche (12a) und einer innenliegenden zylindrischen Oberfläche (12b) des zweiten sich drehenden Rings (12) verläuft.
3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der erste Luftdurchlass (13) ein radial ausgerichteter Durchlass ist, der zwischen einer äußeren zylindrischen Oberfläche (20) und einer innenliegenden zylindrischen Oberfläche (11a) des ersten, sich nicht drehenden Rings (12) verläuft.
4. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der erste Luftdurchlass (113) zwischen einer seitlichen Oberfläche (21) und einer innenliegenden zylindrischen Oberfläche (11a) des ersten, sich nicht drehenden Rings (11) verläuft.
5. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der erste, sich nicht drehende Ring (11) einen in axialer Richtung vorspringenden Bereich (18) zur Kopplung mit dem sich nicht drehenden Ring (1) der Lagereinheit (A) aufweist.
6. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der erste, sich nicht drehende Ring (11) einen Sitz (22) aufweist für die Kopplung mit einer Vorrichtung (C) zur Ermittlung der Umdrehungsgeschwindigkeit des sich drehenden Rings (12).
7. Lageraggregat bzw. Lagergruppe für die Radnabe eines Fahrzeugs, enthaltend:
eine Vorrichtung (B) für die Einleitung von Druckluft nach irgendeinem der vorausgehenden Ansprüche und
eine Lagereinheit (A) mit mindestens einem sich nicht drehenden Ring (1), der an dem sich nicht drehenden Ring (11) der Vorrichtung (B) anliegt, mindestens einen sich drehenden Ring (2, 3), der an dem sich drehenden Ring (12) der Vorrichtung (B) anliegt und in der Drehbewegung fest mit ihm verbunden ist, sowie Wälzkörper (4, 5), die zwischen dem sich nicht drehenden Ring (1) und dem sich drehenden Ring (2, 3) der Lagereinheit eingefügt sind.
8. Lageraggregat bzw. Lagergruppe nach Anspruch 7, enthaltend:
eine Vorrichtung (B) zur Drucklufteinleitung nach Anspruch 5 und
eine Lagereinheit (A), wobei der sich nicht drehende Ring (1) einen Sitz (6) aufweist zur Kopplung mit dem in axialer Richtung vorspringenden Bereich (18) des sich nicht drehenden Rings (11) der Vorrichtung (B).
9. Lageraggregat nach Anspruch 7, das überdies eine Vorrichtung (C) zur Ermittlung der Drehgeschwindigkeit des sich drehenden Rings (12) der Vorrichtung (B) zur Einleitung von Druckluft enthält, dadurch gekennzeichnet, daß zu der Ermittlungsvorrichtung (C) gehören:
ein Sensor (8), der auf einem Tragteil (7) sitzt, das an dem sich nicht drehenden Ring (11) der Lufteinleitungsvorrichtung (B) angebracht ist, und ein Abtastrad bzw. Tonrad (9), das an dem sich drehenden Ring (12) der Lufteinleitungsvorrichtung (B) angebracht ist und dem Sensor (8) gegenüberliegt.
10. Lageraggregat nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet,
daß der sich nicht drehende Ring (11) der Vorrichtung zur Drucklufteinleitung (B) mindestens einen ersten Luftdurchlass (113) aufweist, der sich auf eine seitliche Oberfläche (21) dieses ersten Rings (11) öffnet und
das Tragteil (7) der Ermittlungsvorrichtung (C) mindestens eine Bohrung (23) für den Luftdurchtritt aufweist, die mindestens mit dem ersten Luftdurchlass (113) in Verbindung steht.
DE10309591A 2002-03-06 2003-03-05 Vorrichtung zur Drucklufteinleitung in den Luftreifen des Rades eines Fahrzeugs über die Nabe Withdrawn DE10309591A1 (de)

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