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Die
Erfindung betrifft ein System zur Regelung einer Befüllung eines
Reifens nach der im Oberbegriff des Patentanspruches 1 näher definierten
Art.
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Ein
dezentrales System zur Einstellung eines Reifendruckes bei einem
Reifen eines Kraftfahrzeuges ist aus der
US 5,667,606 bekannt, wobei das darin
beschriebene System eine mechanisch angetriebene Kolbenpumpe zur
Luftkompression vorsieht, welche im Bereich einer Axialachse des
Rades an dessen Außenseite
angeordnet ist.
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Ein
derartiges mechanisches System hat den Nachteil, dass es nur bei
Bewegung des Fahrzeuges und abhängig
von der Raddrehzahl arbeitet. Darüber hinaus ist es mit einem
derartigen System sehr aufwändig,
den Reifendruck in Abhängigkeit
von zur Verfügung
stehenden Daten, wie beispielsweise Fahrzeugdaten oder Fahrsituationsdaten
zu steuern.
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Ein
mit denselben Nachteilen behaftetes mechanisches System, bei dem
ein dezentral an einem Reifen angeordneter Kompressor mittels Zentrifugalkraft
bei Radrotation betrieben wird, ist in der WO 95/19271 beschrieben.
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Aus
der Praxis sind weiterhin magnetische Anordnungen bekannt, bei denen
ein Magnetanker einen Kolben einer als Kompressor dienenden Pumpe
betreibt. Ein solches Magnetsystem hat jedoch den Nachteil, dass
es sowohl drehzahlabhängig
als auch drehwinkelabhängig
ist.
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Mit
keinem dieser bekannten Systeme ist eine kontinuierliche Steuerung
des Reifendrucks in Abhängigkeit
von Daten möglich,
welche Eingangs- oder Ausgangsdaten eines Steuergeräts des Fahrzeugs
sind. Daher ist eine Verknüpfung
der Reifenbefüllung
mit diversen die Fahrdynamik eines Kraftfahrzeuges regelnden Systemen,
wie sie in modernen Fahrzeugen anzutreffen sind, nur bedingt möglich.
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Bekannte
Lösungen,
welche eine Steuerung und Regelung eines Luftdrucks in den Reifen
eines Kraftfahrzeuges vorsehen, weisen in der Regel einen zentralen
elektrisch betätigten
Kompressor auf, wobei dann jedoch ein Luftsystem mit einer mechanisch aufwändigen Luftdurchführung zwischen
stehenden und rotierenden Teilen des Fahrzeuges erforderlich ist.
Dies erfordert eine komplizierte und anfällige Mechanik.
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Es
ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein System zur Regelung
einer Befüllung
eines Reifens eines Kraftfahrzeuges zu schaffen, mit dem eine gezielte
Einstellung eines Reifendrucks in jeder Betriebssituation möglich ist.
Eine Befüllung
eines Reifens umfasst ein Aufpumpen des Reifens und ein Entlüften des
Reifens.
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Erfindungsgemäß wird diese
Aufgabe mit einem System gemäß den kennzeichnenden
Merkmalen des Patentanspruches 1 gelöst.
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Die
hierbei vorgesehene Ausgestaltung der Betätigungseinrichtung des Kompressors
als eine elektrische Betätigungseinrich tung
und eine kontinuierliche, drehzahl-, drehwinkel- und drehrichtungsunabhängige Energieversorgung
des Kompressors erlaubt zu jedem Zeitpunkt eine dem Fahrzeug und
der Fahrsituation gerechte Einstellung eines Reifendruckes, wobei
eine vollflexible Druckkontrolle in einem dynamischen Betrieb auch
während
der Fahrt möglich
ist.
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Entsprechend
hat der Begriff „Befüllung" im Sinne des Patentanspruches
1 die weitere Bedeutung eines Veränderns oder Einstellens eines
Füllgrades,
da das erfindungsgemäße System
sowohl die Möglichkeit
eines kontrollierten Anfüllens
des Reifens mit Luft als auch das kontrollierte Ablassen von Luft
aus dem Reifen umfasst.
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Bei
einer vorteilhaften Ausgestaltung des Systems gemäß der Erfindung
sind der Kompressor und die ihm zugeordnete elektrische Betätigungseinrichtung
zusammen als kompakte Baueinheit auf einem bei Bewegung des Fahrzeugs
synchron zur Raddrehzahl rotierenden Bauteil angeordnet. Die Energieversorgung
der elektrischen Betätigungseinrichtung
ist dabei über
einen Rotationsübertrager
möglich,
welcher in einer einfachen Ausgestaltung ein Schleifkontakt mit
Schleifringen sein kann.
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In
einer besonders vorteilhaften Ausgestaltungsvariante kann die Einrichtung
zur Energieversorgung des Kompressors einen Rotationsübertrager zur
berührungslosen
elektrischen Energieübertragung
von einer Energiequelle des Kraftfahrzeuges an die elektrische Betätigungseinrichtung
des Kompressors umfassen. Wenn diese Einrichtung zur berührungslosen
elektrischen Energieübertragung
beispielsweise eine induktive Energieübertragung durchführt, wird
zum einen die Verlustleistung, welche bei Berührungskontakten zwangsläufig gegeben ist,
sowie der sich hierbei ebenfalls zwingend ergebende Verschleiß vermieden.
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Um
den real jeweils in einem Reifen vorliegenden Druck bei der Ansteuerung
des Kompressors berücksichtigen
zu können,
ist es zweckmäßig ein Steuergerät vorzusehen,
welches ein Modul zur Reifendruckregelung aufweist, und welches
in Abhängigkeit
von Druckdaten, welche beispielsweise von einer mit Funk gesteuerten
Sensoren arbeitenden Drucküberwachungseinrichtung
geliefert werden, die elektrische Betätigungseinrichtung des Kompressors ansteuert.
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Hinsichtlich
der Anordnung der Einrichtung zur Energieübertragung an die elektrische
Betätigungseinrichtung
des Kompressors bietet sich eine Schnittstelle zwischen einem stationären Fahrzeugbauteil,
d. h. einem Chassis-festen Bauteil, und einem rotierenden Radbauteil,
wie z.B. einer Felge, an. Die Energieübertragung kann dabei induktiv über einen
Luftspalt erfolgen.
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Der
Kompressor kann bei einer solchen Anordnung an einem rotierenden
Radbauteil, wie der Felge, angeordnet sein.
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Alternativ
kann der Kompressor zusammen mit der elektrischen Betätigungseinrichtung
auch an einem rotierenden Fahrzeugbauteil, wie der Fahrzeugachse
angeordnet sein, wobei eine einfache pneumatische Verbindung zwischen
dem rotierenden Kompressor und der Ventileinrichtung des Rades derart
vorgesehen sein kann, dass von dem Kompressor eine Pneumatikleitung
bypassartig um ein Achsgelenk in die Felge und darin zu der Ventileinrichtung
führt.
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Eine
solche in geeigneter Weise gedichtet ausgestaltete Pneumatikleitung
kann selbstverständlich
mit zusammentreffenden Bohrungen an jeglicher beliebigen Stelle
vorgesehen sein. Bei einer sehr vorteilhaften Ausgestaltung kann
die Pneumatiklei tung in einem Verbindungsbereich zwischen einer
Radaufhängung
und der Felge an einem der Bauteile als Ringnut bzw. Ringkanal,
welcher im Montagezustand deckungsgleich mit wenigstens einer Bohrung
im jeweils anderen Bauteil ist, ausgeführt sein. Die Ausgestaltung
in Form eines Ringkanals und hiermit korrespondierenden Bohrungen
hat insbesondere den Vorteil, dass der Reifen in einer beliebigen
Position montiert werden kann, ohne dass dabei eine Vorzugsrichtung
bzw. besondere mechanische Gegebenheiten berücksichtigt werden müssen. Zwischen Fahrzeugbauteil
und rotierender Felge ist für
eine Abdichtung gesorgt, indem beispielsweise eine geeignete Dichtung
angebracht ist.
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Für die Ventileinrichtung
können
verschiedene Ausführungsformen
und Anordnungen bzw. Anbaustellen verwendet werden. Für das Auffüllen des Reifens
kann ein herkömmliches
Rückschlagventil am
Ende des Verbindungskanals und an einer geeigneten Verbindungsstelle
zwischen Felge und Reifen verwendet werden.
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Für das Auffüllen und
Entlüften
kann ein einstellbares Ventil mit einem zusätzlichen Auslass zum Ablassen
von Luft aus dem Reifen eingesetzt werden. Ein solches Ventil kann
als elektrisch ansteuerbares Ventil ausgeführt werden. Die elektrische
Ansteuerung der Ventileinrichtung kann über Leitungen oder eine berührungslose
Datenübertragung,
z.B. induktiv oder mittels Funk erfolgen. Die elektr. Energieversorgung
der Ventileinrichtung kann über
Batterie, Leitungsanschluss oder eine berührungslose Energieübertragung,
z.B. induktiv, erfolgen.
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Die
Anordnung der Ventileinrichtung wird derart gewählt, dass bei einem Radwechsel
das Entlüften
des Reifens vermieden wird. Als eine vorteilhafte Anordnung einer
Ventileinrichtung kann daher auch eine Einbaustelle in der Felge
gewählt
werden, die sich direkt an der Verbindungsstelle zwischen Radaufhängung und
Felge befindet. Das Ventil ist dabei am Beginn des felgenseitigen
Pneumatikkanals angebracht. Die Ventilein richtung kann dazu beispielsweise
als Rückschlagventil
mit einem mechanisch oder elektrisch betätigtem Öffnungsmechanismus derart ausgeführt werden,
dass das Ventil geschlossen ist, wenn das Rad demontiert ist, und
geöffnet
ist, wenn das Rad moniert ist.
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Desweiteren
ergeben sich vorteilhafte Ausführungsformen,
wenn eine zusätzliche
Ventileinrichtung am luftseitigen Ausgang des Kompressors angeordnet
wird.
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In
einer weiteren Ausführung
des Systems gemäß der Erfindung
kann die Einrichtung zur Energieübertragung
an einer Verbindung zwischen einem stationären Fahrzeugbauteil und einem
rotierenden Radbauteil, wie beispielsweise der Felge, angeordnet
sein und eine Schnittstelle zwischen diesen Bauteilen bilden. Auch
hier kann die Energieübertragung auf
einfache und sichere Weise kontinuierlich als induktive Übertragung über einen
Luftspalt vorgesehen sein.
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Die
elektrische Betätigungseinrichtung
und der Kompressor können
dabei exzentrisch in der Felge angeordnet sein, wobei dann die Einrichtung
zur Energieübertragung
an einem Anlagebereich der Felge exzentrisch zu einer Felgen- und
Radachse angeordnet ist. Ein Primärteil zur Einrichtung der Energieübertragung
ist dabei fahrzeugfest angeordnet und wirkt mit einem Sekundärteil der
Einrichtung zur Energieübertragung,
welcher fest mit der Felge verbunden ist, zusammen.
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In
einer hinsichtlich der Trägheit
am Rad, des Unwuchtrisikos beim Rad und den Freiheiten bei dem Raddesign
noch vorteilhafteren Lösung
kann die Einrichtung zur Energieübertragung
an einer Fahrzeugachse angeordnet sein, wobei ein Primärteil der Einrichtung
zur Energieübertragung
mit einem stationären
Fahrzeugbauteil und ein Sekundärteil
der Einrichtung zur E nergieübertragung
mit der Fahrzeugachse oder einem hiermit drehenden Bauteil verbunden
ist.
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Jede
dieser Ausführungen
zeichnet sich durch einen geringen Aufwand sowohl bei der konstruktiven
Realisierung des Systems als auch bei seiner Handhabung, wie einem
Radwechsel, aus. Jede der aufgezeigten Ausführungen stellt eine robuste Lösung mit
einem geringen Beschädigungsrisiko
dar.
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Der
Betrieb des beschriebenen Systems ermöglicht in besonders vorteilhaften
Ausführungen nicht
nur eine Befüllung
des Reifens, sondern auch ein geregeltes Ablassen von Luft – sowohl
Fahrzeug abhängig
als auch fahrsituationsabhängig.
Insgesamt reichen die Anwendungsmöglichkeiten des Systems von
einer Wiederbefüllung
bei geringem Druckverlust, d. h. einer kontrollierten Befüllung in
einem quasistationären
Betrieb, einer standardmäßigen Reifendruckkontrolle
mit Befüllung
und Entlüftung
im quasistationären
Betrieb bis hin zu einer adaptiven Druckkontrolle und einer automatischen,
vollflexiblen Druckkontrolle im dynamischen Betrieb während der
Fahrt.
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Eine
Vorteil der erfindungsgemäßen Anordnungen
ist die Möglichkeit,
die benötigten
Bauteile im Bereich der Felgeninnenseite oder dem Raum im Bereich
der Radaufhängung
anzuordnen. Dadurch wird das äußere Erscheinungsbildes
des Rades bzw. der Felge nicht beeinträchtigt. Vorteilhaft ist darüber hinaus,
dass eine Anordnung der Bauteile, insbesondere des Kompressors und
der elektrischen Betätigungseinrichtung,
im Zentrum des Rades oder felgenseitig im Bereich der Radachse vermieden
werden kann.
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Weitere
Vorteile und vorteilhafte Ausgestaltungen des Gegenstandes nach
der Erfindung sind den Patentansprüchen, der Zeichnung und den nachfolgend
näher beschriebenen
Ausführungsbeispielen
zu entnehmen.
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Dabei
zeigen:
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1 eine
Prinzipskizze eines Systems zur Regelung einer Befüllung eines
Reifens eines Kraftfahrzeuges gemäß der Erfindung in einem Blockdiagramm;
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2 ein
Blockdiagramm einer zweiten Ausführung
eines erfindungsgemäßen Systems
zur Regelung einer Befüllung
eines Reifens;
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3 ein
Blockdiagramm einer dritten Ausführung
eines erfindungsgemäßen Systems
zur Regelung einer Befüllung
eines Reifens;
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4 eine
erste konstruktive Ausführungsvariante
eines erfindungsgemäßen Systems
zur geregelten Reifenbefüllung;
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5 eine
erste Ausgestaltung einer Einrichtung zur elektrischen Energieversorgung
eines Kompressors des in 4 gezeigten Systems in einer
stark vereinfachten Ausschnittsdarstellung;
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6 eine
alternative Ausgestaltung einer Einrichtung zur elektrischen Energieversorgung
des Kompressors des in 4 gezeigten Systems in einer
vereinfachten Ausschnittsdarstellung;
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7 ausschnittsweise
eine Pneumatikleitung in einem Verbindungsbereich zwischen einer Radaufhängung und
einer Felge in einem vereinfachten Querschnitt;
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8 eine
alternative Anordnung der Pneumatikleitung gemäß 7 in einem
Verbindungsbereich zwischen einer Radaufhängung und einer Felge in einem
vereinfachten Querschnitt;
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9 eine
weitere konstruktive Ausführungsvariante
eines Systems zur Regelung einer Reifenbefüllung gemäß der Erfindung.
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Bezug
nehmend auf 1 ist ein System zur Regelung
einer Befüllung
eines Reifens 2 eines Kraftfahrzeuges gezeigt, an welchem
Reifen 2 ein Drucksensor 4 angebracht ist, welcher
die aktuellen Druckluftdaten z.B. per Funk an ein Reifendrucküberwachungssystem 6 liefert,
welches die Signale von dem Drucksensor 4 als Eingangssignale
einem Steuergerät 8 zur
Verfügung
stellt.
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Als
Drucksensor 4 kann vorteilhafterweise ein herkömmliches
Erfassungssystem verwendet werden. Dieses enthält geeignete Einrichtungen
zur elektrischen Energieversorgung, z.B. induktives Übertragungssystem,
Batterie oder generatorisch arbeitende Systeme z.B. auf Basis von
Piezogeneratoren, sowie zur Datenübertragung, z.B. induktiv oder per
Funk.
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In
einer anderen Ausführung
können
die die aktuellen Luftdruckdaten auch über andere Systeme mit einer
indirekt arbeitenden Druckerkennung erzeugt und dem Steuergerät 8 und
darin der Druckregelung z.B. über
die Daten-Busverbindung 12 zur Verfügung gestellt werden.
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Dieses
Steuergerät 8,
welches weiterhin mit einer Energiequelle 10 in Form eines
Bordnetzes eines Kraftfahrzeuges und einem Datenbus 12 verbunden
ist, weist ein Modul 14 zur Reifendruckregelung auf, welches
vorzugsweise als Einschalt-Ausschalt-Regelung
einer Einrichtung zur Energieversorgung 16 eines Luft-Kompressors 18 ausgebildet
ist.
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Die
Einrichtung zur Energieversorgung 16 des Kompressors 18 umfasst
eine vorliegend als Elektromotor 20 ausgebildete elektrische
Betätigungseinrichtung
für den
Kompressor 18 und eine Einrichtung zur elektrischen Energieübertragung 22 an
den Elektromotor 20. Der Kompressor 18 ist zusammen
mit dem Elektromotor 20 auf einem bei Bewegung des Fahrzeugs
rotierenden Bauteil angeordnet.
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Die
Einrichtung zur elektrischen Energieübertragung 22 arbeitet
vorzugsweise berührungslos, indem
sie als Rotationsübertrager
mit induktiver Energieübertragung
ausgebildet ist.
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Je
nach Ansteuerung setzt der Elektromotor 20 den Kompressor 18 in
Betrieb, welcher Luft L verdichtet und an eine Ventileinrichtung 24 führt, welche vorliegend
als Rückschlagventil
ausgebildet ist und die Auffüllung
des Reifens 2 erlaubt. Die Steuerung der Ventileinrichtung 24 für das Auffüllen und
Entlüften
des Reifens 2 wird über
die Reifendruckregelung 14 des Steuergerätes 8 vorgegeben.
Die Ansteuerung erfolgt über
die Verbindung 26, die als Leitung oder ein geeignetes Übertragungssystem,
z.B. Funk, ausgeführt
sein kann. Eine Steuerung der Ventileinrichtung 24 ist
auch über
die Verbindung 29 von der Einrichtung zur elektrischen
Energieversorgung 22 zur Ventileinrichtung 24 möglich. Die
Verbindung 29 kann als Leitung oder ein geeignetes Übertragungssystem,
z.B. induktiv, ausgeführt
sein kann.
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Für das Auffüllen wird
die Ventileinrichtung 24 vorteilhaft als Rückschlagventil
ausgeführt.
Die Verbindungen 26 oder 29 sind dann nicht erforderlich.
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Bei
der in 2 gezeigten Ausführung wird im Unterschied zu
der Ausgestaltung nach 1 zusätzlich zur radseitigen Ventileinrichtung 24 eine
weitere Ventileinrichtung 24a am luftseitigen Ausgang des
Kompressors angeordnet, die es ermöglicht, den Luftdruck unmittelbar
hinter dem Kompressor und am Beginn des Pneumatikkanals 42 mit
einem geeigneten Druckmesser 4 zu erfassen. Abweichend
kann ein Druckmesser 19 eingesetzt werden, wobei der Druckmesser 19 über die
elektrische Energieversorgung 22 mit elektrischer Energie
versorgt wird.
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Die
Druckregelung erfolgt entsprechend der Beschreibung zu 1.
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Als
radseitige Ventileinrichtung 24, die vor dem Reifen 2 angeordnet
ist, eignet sich insbesondere eine Anordnung an der Verbindung zwischen
Radaufhängung
und Felge, die bei Montage und Demontage des Rades automatisch betätigt wird,
z.B. durch eine mechanische Zwangsbetätigung.
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Bei
einer derartigen Ausgestaltung wird keine zusätzliche Übertragungsstrecke wie die
Funkstrecke zwischen dem Drucksensor 4 und dem Reifendrucküberwachungssystem 6 gemäß der Ausgestaltung
nach 1 benötigt.
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In 3 ist
eine gegenüber
der Ausführung gemäß 1 und 2 erweiterte
Ausführungsvariante
gezeigt, bei der für
funktionsgleiche Bauelemente die in 1 und 2 verwendeten
Bezugszeichen Anwendung finden.
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Im
Unterschied zur Ausführung
nach 2 werden die Luftdruckdaten direkt in einer Steuerungs-
und Regelungseinheit 21 für den Reifendruck verarbeitet.
Die elektrische Betätigungseinrichtung (20)
wird über
diese Steuerungs- und Regeleinheit 21 angesteuert. Der
Steuerungs- und Regeleinheit wird der aktuelle Luftdruck vorzugsweise über einen Druckmesser 19 zur
Verfügung
gestellt. Aufgrund der baulichen Anordnung und der räumlichen
Nähe kann für diese
Verbindung eine herkömmliche
elektrische Leitung 50 verwendet werden. Der Druckmesser 19 kann über die
elektrische Energieversorgung 22 oder eine geeignete Leitungsverbindung
mit elektrischer Energie versorgt werden.
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Sollwertvorgaben
für den
Reifendruck werden der Steuerungs- und Regeleinheit 21 von der elektrischen
Energieversorgung 22 zur Verfügung gestellt. Die elektrische
Energieversorgung 22 ist in diesem Fall vorzugsweise als
ein Energie- und Datenübertragungssystem
ausgeführt.
Die Datenübertragung
kann dabei als induktive Übertragung
oder als Funksystem ausgeführt
werden.
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Die
elektrische Energieversorgung 22 ist mit einer bidirektionalen
Datenübertragung
von und zur Reifendruckregelung 14 im Steuergerät 8 ausgerüstet. Dadurch
können
auch der Istwert des Luftdruckes und weitere Diagnosedaten, die
aktuelle Zustände der
Komponenten, z.B. der elektrischen Betätigungseinrichtung 20,
beschreiben und durch herkömmliche Verfahren
oder Messeinrichtungen erfasst werden, über die Einrichtung zur elektrische
Energieversorgung 22 an das Steuergerät 8 übertragen
werden.
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Bei
einer derartigen Ausgestaltung können die
Istwerte der Luftdruckdaten dem Reifendruckkontrollsystem 6 von
dem Steuergerät 8 übergeben
werden, ohne dass ein aufwändiger
Druckmesser 4 im Reifen 2 benötigt wird.
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Bei
der in 3 dargestellten Ausführung können die Ventileinrichtungen 24 entsprechend
der Ausführung
in 2 Anwendung finden. Alternativ können eine
oder beide Ventileinrichtungen 24 als steuerbare bzw. schaltbare
Ventile ausgeführt
werden, die über
die Steuerungs- und Regelungseinheit 21 derart angesteuert
werden können,
dass sowohl das Auffüllen
als auch das Entlüften
des Reifens 2 möglich
ist. Vorteilhaft sind die Ausführung
der Ventileinrichtung 24 am luftseitigen Ausgang des Kompressors 22 als
elektrisch steuerbares Ventil mit Luftauslass und die Ausführung der
radseitigen Ventileinrichtung 24 als mechanisch betätigtes Rückschlagventil
an der Verbindung zwischen Radaufhängung und Felge, dass bei der
Radmontage automatisch geöffnet
wird.
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Bei
dieser gezeigten Ausführung
ist stets eine Bestromung der Einrichtung 22 zur elektrischen Energieversorgung
seitens des Anschlusses zum Bordnetz 10 gegeben, wobei
der hiervon bereitgestellte Strom z.B. in eine Mittelfrequenzenergie
von beispielsweise 100 kHz gewandelt wird, und anschließend über den
Rotationsübertrager
dieser Einrichtung 22 einer Umsetzungseinheit, ebenfalls
Bestandteil der Einrichtung 22, zur Erzeugung einer geeigneten
Ausgangsspannung, zum Beispiel einem Gleichrichter zur Erzeugung
einer Gleichspannung, zugeführt
zu werden. Entsprechend der von der Einrichtung 22 bereitgestellten
elektrischen Energie und dem Sollwert des Luftdrucks wird der elektrischen Betätigungseinrichtung 20 von
der Steuerungs- und Regeleinheit 21 angesteuert.
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In 4 ist
eine konstruktive Ausführung
des erfindungsgemäßen Systems
zur Regelung einer Befüllung
des in 4 nicht näher
dargestellten Reifens 2 gezeigt, bei der die Einrichtung
zur Energieversorgung 16 des Kompressors 18 eine
Schnittstelle zwischen einem Chassis-festen Bauteil 32 eines
Kraftfahrzeuges 30 und einem rotierenden Fahrzeugbauteil
bildet. Das rotierende Fahrzeugbauteil, an dem vorliegend der Kompressor 18 mit
seiner zugeordneten, als Elektromotor ausgebildeten elektrischen
Betätigungseinrichtung 20 angeordnet
ist, ist gemäß der Ausführung der 4 eine
rotierende Fahrzeugachse 34. Die Anordnung des Kompressors 18 und
des Elektromotors 20 ist dabei in einem an ein Achsgelenk 46 angrenzenden
Bereich innerhalb eines Achsdichtungsbalgs 47 vorgesehen
und erlaubt eine große
konstruktive Designfreiheit.
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Zur
pneumatischen Verbindung des Kompressors 18 mit der in
der Felge 40 angeordneten Ventileinrichtung 24,
welche eine Luftzufuhr in den Reifen und eventuell zusätzlich ein
Luftablassen aus dem Reifen erlaubt, dient eine in 4 lediglich schematisch
mit gestrichelter Linie angedeutete Pneumatikleitung 42.
Diese Pneumatikleitung 42 setzt sich aus einem ersten,
im Wesentlichen achsparallel zur Rad- bzw. Felgenachse verlaufenden
Teilabschnitt 42A und einem zweiten, im Wesentlichen sich
innerhalb der Felge 40 radial auswärts zu der Ventileinrichtung 24 erstreckenden
Teilabschnitt 42B zusammen. Der erste Teilabschnitt 42A der
Pneumatikleitung 42 ist dabei bypassartig an dem Achsgelenk 46 vorbeigeführt und
in eine Radaufhängung 38 mündend ausgebildet.
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In
einem in den 7 und 8 näher dargestellten
Verbindungsbereich zwischen der Radaufhängung 38 und der Felge 40 trifft
der erste Teilabschnitt 42A der Pneumatikleitung 42 auf
deren zweiten Teilabschnitt 42B. Die Dichtwirkung einer
verwendeten Dichtung im Bereich der Verbindung zwischen den Teilabschnitten 42A, 42B der
Pneumatikleitung 42 kann vorliegend in Verbindung mit der Radbefestigung über z.B.
Radschrauben 41 sichergestellt werden.
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In
einer hiervon abweichenden Ausführung kann
als rotierendes, den Kompressor 18 und dessen Elektromotor 20 aufnehmendes
Fahrzeugbauteil auch eine rotierende Bremsscheibe 36 einer
Bremse 35 dienen, von deren weiteren Bestandteilen in der 4 eine
Bremsbacke 37 und eine Bremsbackenaufhängung 39 gezeigt sind.
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Der
Kompressor 18 kann je nach Anwendungsfall beliebig ausgeführt sein,
wobei sich als bekannte Kompressortypen z. B. eine Membranpumpe, ein
Kolbenkompressor, ein rotatorischer Kompressor oder ein Turbolader
eignen.
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In 5 ist
eine erste Ausgestaltung eines Rotationsübertragers als Bestandteil
einer Einrichtung zur elektrischen Energieversorgung einer elektrischen
Betätigungseinrichtung,
z.B. des Elektromotors, in vereinfachter Querschnittsdarstellung
gezeigt, wobei die Einrichtung 22 zur elektrischen Energieübertragung
vorliegend einen Rotationsübertrager umfasst,
welcher eine induktive Energieübertragung oder
eine induktive Energie- und Datenübertragung über einen Luftspalt 33 bewirkt,
der zwischen einem fest mit dem Fahrzeug 30 bzw. dem Chassis-festen Fahrzeugbauteil 32 verbundenen
Primärteil 52A mit einer
Primärspule 25 und
einem mit der rotierenden Fahr zeugachse 34 drehfest verbundenen
Sekundärteil 52B mit
einer Sekundärspule 27 ausgebildet
ist.
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Während bei
dem gezeigten Rotationsübertrager
die Primärspule 25 und
die Sekundärspule 27 in
Axialrichtung der Fahrzeugachse 34 nebeneinander angeordnet
sind, können
diese in einer hiervon abweichenden Ausführung auch derart angeordnet sein,
dass die Primärspule
und die Sekundärspule
radial zueinander angeordnet sind.
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Primärteil 52A und
Sekundärteil 52B können als
geschlossene rotationssymmetrische Komponenten ausgeführt werden.
Vorteilhaft ist die Ausführung einer
der Einheiten 52A oder 52B als räumlich konzentrierte
Ausführung.
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In
jedem Fall gewährleistet
eine derartige als Rotationsübertrager
mit berührungsloser
induktiver Energieübertragung
ausgebildete Einrichtung eine kontinuierliche Energieübertragung
auch bei Stillstand des Rades. Zusätzlich zur Energie können mit einem
solchen Übertragungssystem
auch Daten übertragen
werden.
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Bezug
nehmend auf 6 ist eine alternative Ausgestaltung
eines Rotationsüberträgers als Schleifringübertrager
zur Energieversorgung der elektrischen Betätigungseinrichtung 20 gezeigt,
wobei ein Schleifkontakt 60 für die elektrische Energieübertragung von der Reifendruckregelung 14 des Steuergerätes 8 an
die elektrische Betätigungseinrichtung 20 dient.
Ein solcher Schleifkontakt 60 kontaktiert in bekannter
Weise eine ringförmige,
metallisierte Kontaktbahn 62, die vorliegend axial ausgerichtet
und auf der Fahrzeugachse 34 oder einem anderen hiermit
rotierenden Bauteil angeordnet ist. Der elektr. Kontakt wird über das
Anpressen des Schleifkontaktes 60 an die Kontaktbahn 62 hergestellt,
dazu kann der Schleifkontakt 60 beispielsweise als sogenannte
Kohlebürste
ausge führt
werden. Für
die Energie- und Datenübertragung
können
mehrere Bauteile entsprechend 6 in paralleler
Anordnung eingesetzt werden. In einer scheibenartigen Ausführungsform
des Schleifringübertragers
können
mehrere Kontakte radial angeordnet werden.
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In 7 ist
schematisiert der Verbindungsbereich zwischen den Teilabschnitten 42A, 42B der in 4 gezeigten
Pneumatikleitung 42 dargestellt.
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Bei
der Ausführung
gemäß 7 ist
in einer axialen Stirnfläche
der Radaufhängung 38 eine
Ringnut 43 ausgebildet, in die der erste Teilabschnitt 42A der
Pneumatikleitung 42 mündet.
In der Felge 40 ist in einem im Montagezustand zu der Ringnut 43 an der
Radaufhängung 38 deckungsgleichen
Bereich eine Bohrung 44 ausgebildet, welche Teil des zweiten Teilabschnittes 42B der
Pneumatikleitung 42 ist.
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Eine
weitere Möglichkeit
einer Ausbildung der Pneumatikleitung 42, welche eine beliebige
Montage ohne Vorzugsrichtung zulässt,
zeigt die Prinzipskizze der 8.
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Wie
der 8 zu entnehmen ist, kann die Ringnut 43 auch
an einem Bereich der Radaufhängung 38 ausgebildet
sein, welcher einen Bereich der Felge 40 radial umschließt, so dass
die Ringnut 43 und die hiermit korrespondierende Bohrung 44 der Pneumatikleitung 42 an
jeweils radialen Flächen
der Radaufhängung 38 und
der Felge 40 ausgebildet sind.
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In
weiteren Ausführungen
ist selbstverständlich
auch eine umgekehrte Anordnung von Ringnut und Bohrung möglich, d.
h. dass die Ringnut an der Felge und die wenigstens eine korrespondierende Bohrung
hierzu an der Radaufhängung
ausgebildet sind.
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Die 9 zeigt
eine weitere Ausführung
eines Systems zur Regelung einer Befüllung eines Reifens, wobei
die fahrzeugseitigen und radseitigen Basiskomponenten in ihrer Ausgestaltung
denen der in 4 gezeigten Ausführung entsprechen.
Im Unterschied zur Ausführung
der 4 bildet die Einrichtung 16 zur Energieversorgung
des Kompressors 18 hier eine Schnittstelle zwischen einem
stationären Fahrzeugbauteil 31 und
einem rotierenden Radbauteil, nämlich
vorliegend der Felge 40.
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Der
Kompressor 18 und seine als Elektromotor ausgebildete elektrische
Betätigungseinrichtung 20 sind
bei dieser Ausgestaltungsvariante exzentrisch in der Felge 40 angeordnet.
Die Energieversorgung des Kompressors 18 erfolgt hier über eine
in einem Anlagebereich der Felge 40 an dem fahrzeugfesten
Bauteil 31 exzentrisch zu einer Felgen- bzw. Radachse angeordnete
Einrichtung zur Energieübertragung 22.
Die Einrichtung zur Energieübertragung 22 ist
mit einem fahrzeugseitigen Primärteil 22A und einem
mit der Felge 40 verbundenen Sekundärteil 22B ausgebildet,
wobei die Übertragung
von elektrischer Energie und Daten vorzugsweise berührungslos
und induktiv gemäß der bezüglich 5 beschriebenen
Art oder aber auch über
einen Schleifkontakt gemäß der bezüglich 6 beschriebenen Art
erfolgen kann.
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Alle
beschriebenen Ausführungen
zeichnen sich durch ihre Robustheit aus und ermöglichen einen konstanten Kompressorbetrieb
unabhängig
von Drehzahl, Drehwinkel und Drehrichtung des Rades, so dass eine
automatische und dynamische Einstellung des Reifendrucks unabhängig von
der Geschwindigkeit des Fahrzeugs und auch bei einer Rückwärtsfahrt
unproblematisch ist. Des Weiteren ist bei den gezeigten Ausführungen
sowohl der Aufwand für
die Herstellung bzw. die Integration des Systems gemäß der Erfindung
in herkömmliche Fahrzeug-
und Rad komponenten als auch der Aufwand bei einem Reifenwechsel
gering.