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Das technische Gebiet der vorliegenden Erfindung betrifft Systeme zur Steuerung und Überwachung des Drucks eines Reifens.
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In der D1 (
US 2004/0112130 A1 ) ist ein System zum Regulieren eines Reifendrucks offenbart. Ein derartiger Reifen weist ein in die Felge integriertes inneres Gehäuse und ein in das innere Gehäuse integriertes Betätigungsmittel auf, welches einen Luftstrom zu einem äußeren Gehäuse reguliert, um dessen Befüllung zu steuern. Zudem ist ein zweites Betätigungsmittel vorgesehen, welches das Ablassen von Luft aus dem äußeren Gehäuse steuert. Das Betätigungsmittel ist derart ausgebildet, dass Druckluft von dem inneren Gehäuse in das äußere Gehäuse überführt werden kann.
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In dem obigen, bevorzugten Anwendungsgebiet ist bereits vorgeschlagen worden, in einem herkömmlichen Reifen ein Pneumatikventil zu integrieren, das hauptsächlich zum Luftauffüllen und zum Luftablassen eines Reifens vorgesehen ist. Das Ventil wird von einem pneumatischen Block gesteuert, der selbst automatisch von einem elektronischen Gehäuse oder manuell durch Druckschalter gesteuert wird. Zur weiteren Präzisierung kann auf die Patente
EP-0 246 953 B1 und
EP-0 296 017 B1 Bezug genommen werden. Bei diesen Ausführungen wird die besondere Struktur der Reifen nicht beschrieben und es ist zu bemerken, dass das Luftauffüllen nur durch eine Quelle gewährleistet wird, die außerhalb des Reifens ist.
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Es ist aber leicht nachvollziehbar, dass, wenn ein Volumen (Reifen oder Reserve) mit Hilfe einer Luftquelle aufgefüllt werden soll, die selbst mit einem Verteilerblock und dann mit dem Reifen durch eine Luftleitung mit reduziertem Durchmesser verbunden ist, die Luftmenge zwangsläufig reduziert sein wird. Diese Einschränkung ist mit einer erforderlichen Luftauffüllmenge unvereinbar, da die Benutzer es wünschen, dass die Anpassung des Drucks in Abhängigkeit vom Zustand des durchfahrenden Geländes und der Geschwindigkeit des Fahrzeuges quasi augenblicklich erfolgt.
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Es ist daher Aufgabe der Erfindung, eine pneumatische Komponente zusätzlich zu denen, die gewöhnlich im Bereich von Fahrzeugrädern eingebaut sind, vorzuschlagen, um die Arbeitsschritte des Luftauffüllens/Luftablassens bei Reifen auszuführen und die es in Ergänzung zu einer mitgeführten Quelle ermöglicht, eine in dem genannten Reifen eingebaute Druckquelle zu verwalten.
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Gegenstand der Erfindung ist somit ein Rad mit Reifen für ein Fahrzeug, der geeignet ist, aufgefüllt oder entleert zu werden, von der Bauart, dass es eine an einer Felge befestigte, äußere Hülle, eine in der Felge integrierte, innere Hülle aufweist und geeignet ist, eine unter hohem Druck stehende Luftreserve zu bilden, dadurch gekennzeichnet, dass diese ein erstes, in der Felge integriertes Stellglied, das es ermöglicht, das Auffüllen der äußeren und inneren Hülle in Bezug auf eine Luftauffüllstation zu gewährleisten, und ein zweites, in der Felge integriertes, mit der äußeren Hülle in Verbindung stehendes und mit dem ersten Stellglied zusammen wirkendes Stellglied umfasst, um die Entleerung von Luft nach außen und in Folge dessen Luftablassen zu gewährleisten.
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Gemäß einem ersten Merkmal umfasst das erste Stellglied ein Gehäuse, das durch einen Deckel geschlossen ist und Mittel zur Verbindung mit einer Hochdruckkammer einerseits und mit einer Steuerkammer des zweiten Stellgliedes enthält.
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Gemäß einem weiteren Merkmal werden die Mittel zur Verbindung von einer ersten, mit der Hochdruckkammer in Verbindung stehenden Öffnung und von einer zweiten, mit dem zweiten Stellglied in Verbindung stehenden Öffnung gebildet, das einen Kolben einschließt, der zwischen zwei Sitzen unter der Einwirkung einer ersten Feder, die sich am Deckel abstützt und unter der Einwirkung einer zweiten und einer dritten Feder, die sich am Gehäuse abstützen, beweglich ist, von einer Membran, die geeignet ist zwei stabile Positionen zum Schließen und zum Öffnen einzunehmen, und von einer in den Kolben eingearbeiteten Leitung, welche die Verbindung zwischen der Luftauffüllstation und der Hochdruckkammer ermöglicht.
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Gemäß noch einem weiteren Merkmal umfassen der Deckel und das Gehäuse je ein Anschlagmittel, das den Übergang der Membran von einer stabilen Position zur anderen gewährleistet.
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Gemäß noch einem anderen Merkmal umfasst der Kolben ein in der Leitung zur Verbindung mit der Hochdruckkammer angeordnetes Ventil.
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Gemäß noch einem weiteren Merkmal weisen die erste, zweite und dritte Feder unterschiedliche Steifigkeiten auf, um vom Luftauffülldruck betätigt zu werden.
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Gemäß noch einem weiteren Merkmal wird das Stellglied der Wirkung der pneumatischen Steuermittel unterworfen.
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Gemäß noch einem weiteren Merkmal werden die pneumatischen Steuermittel des Stellgliedes von der Beaufschlagung mit einem Druck, der über dem für den Reifen maximal zulässigen Druckniveau liegt, gebildet.
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Gemäß noch einem weiteren Merkmal umfasst das Rad einen ersten Temperatur- und Drucksensor, der in die innere Hülle integriert ist und dafür vorgesehen ist, den Druck und die Temperatur, die in der genannten inneren Hülle herrschen, zu messen.
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Gemäß noch einem weiteren Merkmal umfasst das Rad einen zweiten Temperatur- und Drucksensor, der in die äußere Hülle integriert ist und dafür vorgesehen ist, den Druck und die Temperatur, die in der genannten Hülle herrschen, zu messen.
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Gemäß noch einem weiteren Merkmal ist jeder Sensor mit einem Sender ausgerüstet.
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Die Erfindung betrifft ebenfalls ein System zur Steuerung des Drucks, der in einem Reifen eines Rads herrscht, dadurch gekennzeichnet, dass es eine elektronische Einheit, die geeignet ist, Informationen an die Stellglieder auszusenden und/oder die von dem oder den Sensoren gelieferten Informationen zu empfangen, um den in der äußeren Hülle oder in der inneren Hülle herrschenden Druck zu überwachen, ein Mittel zum Steuern der elektronischen Einheit und eine Tastatur umfasst, wobei das System den Wert des Drucks in der äußeren Hülle zwischen einem minimalen Wert und einem maximalen Wert in Abhängigkeit einer Steuerlogik in Bezug auf die äußeren Bedingungen, denen der Reifen unterworfen ist, steuert, und eine permanente Überwachung des Wertes des in dem genannten Reifen herrschenden genannten Drucks gewährleistet.
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Gemäß einem Merkmal der Erfindung gewährleistet die innere Hülle das Auffüllen der äußeren Hülle auf pneumatische Weise.
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Vorteilhafterweise stellt sich das Steuermittel in der Form eines elektronischen Gehäuses dar, das logische Steuermittel einschließt.
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Vorteilhafterweise umfasst die Tastatur noch Anzeiger des Zustandes des Volumens, die von einer Bedienperson erkennbar sind, und Mittel, um eine Korrektur oder einen Einstellwert des in dem Reifen herrschenden Drucks anzuzeigen.
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Vorteilhafterweise ist die Tastatur noch mit dem Steuermittel fest verbunden.
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Vorteilhafterweise umfasst das System noch Mittel, die es ermöglichen, das Entlüften eines Reifens zu erfassen und den genannten Reifen zu lokalisieren.
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Vorteilhafterweise umfasst das System Anzeiger von Einstellwerten des Zustandes des Volumens bei voller Belastung, bei halber Belastung oder im Leerzustand und zwar für jede Art von Gelände und eine Anzeige für Überdrehzahl.
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Ein allererster Vorteil des Reifens gemäß der Erfindung liegt in der vereinfachten Struktur der Ausführung der Räder eines Fahrzeuges, die geeignet ist, sämtliche Elemente zu integrieren, die es ermöglichen, seinen Auffülldruck zu verwalten und seinen Zustand zu kennen.
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Ein weiterer Vorteil der Erfindung liegt in der permanenten Verfügbarkeit einer Luftdruckquelle, die es ermöglicht, sehr schnelle Auffüllungen der äußeren Hülle auszuführen.
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Ein weiterer Vorteil der Erfindung liegt in der Tatsache, dass die Steuerung, welche es ermöglicht, sehr schnelle Auffüllungen der äußeren Hülle auszuführen, durch ein einfaches pneumatisches Signal ausgeführt wird, das von einem herkömmlichen elektropneumatischen Block geliefert werden kann, der im Fahrzeug mitgeführt wird.
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Ein weiterer Vorteil der Erfindung liegt in der Tatsache, dass die mitgeführte Luftdruckquelle und jene der Reserve ein normales Rollen des Fahrzeuges im Falle eines Reifenschadens ermöglichen.
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Ein weiterer Vorteil der Erfindung liegt in der Tatsache, dass es das System der Bedienperson ermöglicht, zu jedem Zeitpunkt einen Einstellwert, der von dem automatisch Zugewiesenen verschieden ist, zuzuweisen.
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Ein weiterer Vorteil liegt in der Tatsache, dass es das System ermöglicht, ein Volumen vom Rest der Einrichtung im Falle eines schweren Schadens zu isolieren.
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Ein weiterer Vorteil des Systems gemäß der Erfindung liegt in der Tatsache, dass ein Volumen ohne eine Funktionsstörung gewechselt werden kann, wobei das System betriebsbereit bleibt.
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Weitere Merkmale, Einzelheiten und Vorteile der Erfindung treten deutlicher aus der hiernach als Anhaltspunkt gegebenen Beschreibung hervor, die sich auf eine Zeichnung bezieht, in welcher:
- - 1 ein schematischer Schnitt eines Fahrzeugrades gemäß der Erfindung ist,
- - 2 ein Schnitt einer Ausführungsform des ersten Stellgliedes ist,
- - 3a und 3b zwei verschiedene Zustände des ersten Stellgliedes bei seinem Betrieb zeigen, und
- - 4 die schematische Ausführung des Steuersystems darstellt.
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In 1 ist ein Rad 1 eines nicht dargestellten Fahrzeuges gezeigt, das von einer Felge 2 gebildet wird, an der eine äußere Hülle 3 montiert ist, die eine äußere Kammer 3a abgrenzt. Die Felge 2 weist einen peripheren Abschnitt 4 auf, der einen Hohlraum 23 bildet. Eine innere Hülle 5 ist vorteilhafterweise in diesem Hohlraum angeordnet. Diese innere Hülle 5 kann sich in der Form eines geschlossenen Rohres mit dicker Wand oder in der Form einer vollen, mit miteinander verbundenen Perforationen versehenen Wurst darstellen, die in dem Hohlraum angeordnet wird. Die innere Hülle 5 kann als Variante mit einer flexiblen oder starren Wand gebildet werden, die in dichtender Art und Weise in dem Hohlraum 23 an seiner inneren Wand befestigt ist, um mit diesem die genannte Hülle zu bilden. Diese innere Hülle 5 grenzt eine innere Kammer 5a ab, die unter hohen Druck gesetzt werden kann, zum Beispiel über 50 Bar, wenn ein permanentes System zum Auffüllen außerhalb des Fahrzeuges verwendet wird, oder zum Beispiel 15 bis 30 Bar, wenn ein permanentes System zum Auffüllen in dem Fahrzeug eingebaut ist, um die Druckluftreserve zu bilden, die geeignet ist, die innere Hülle 5 zu versorgen. Die innere Hülle 5 gewährleistet das Auffüllen der äußeren Hülle 3 auf pneumatische Weise.
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Vorteilhafterweise weist die innere Hülle 5 eine Festigkeit und Widerstandsfähigkeit auf, die ausreichend ist, um eine Notlauffläche im Falle des nicht kompensierbaren Reifenschadens der äußeren Hülle 3 zu bilden.
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Die Felge 2 umfasst ein erstes Stellglied 6, das durch einen Kanal 24 mit der inneren Kammer 5a verbunden ist, und ein zweites Stellglied 8, das durch einen Kanal 25 mit der äußeren Kammer 3a verbunden ist, wobei die beiden Stellglieder in derselben Aussparung 26 des Rades angeordnet sind, indem sie miteinander in Verbindung stehen. Die beiden Stellglieder können an jedem beliebigen Punkt der Felge montiert sein, wobei die in den Figuren dargestellte zentrale Position nur eine mögliche Ausführungsform ist. Die Felge 2 ist noch mit einem Sensor 7 in Bezug auf die innere Kammer 5a und einen Sensor 9 in Bezug auf die äußere Kammer 3a ausgerüstet. Der Sensor 7 ist dafür vorgesehen, den Druck und die Temperatur, die in der inneren Kammer 5a der inneren Hülle 5 herrschen, zu messen. Der Sensor 9 ist dafür vorgesehen, den Druck und die Temperatur, die in der äußeren Kammer 3a der äußeren Hülle 3 herrscht, zu messen. Selbstverständlich kann jeder Sensor 7, 9 mit einem Sender ausgerüstet sein, um mit einem hiernach beschriebenen System zum Auffüllen zusammen zu wirken.
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Gemäß der Erfindung ist die innere Hülle 5 mit dem ersten Stellglied 6 verbunden, dessen Rolle es ist:
- - einen freien Durchgang zum zweiten Stellglied 8 für jeden Luftstrom zu ermöglichen, dessen Druck nicht eine bestimmte positive, dem maximalen Druck des Reifens des Rades 1 entsprechende Schwelle, die vorteilhafterweise um einen Sicherheitsbereich von wenigstens 50% dieses maximalen Druckes erhöht ist, übersteigt,
- - den Durchgang von verdichteter Luft aus der inneren Hülle 5 zur äußeren Hülle 3 über das zweite Stellglied 8 zu gewähren, wenn es einem bestimmten Druck unterworfen wird, der vorteilhafterweise gleich wenigstens zwei Mal dem maximal zulässigen Druck des Reifens ist, so dass es so durch aufeinander folgende Anzapfungen ermöglicht wird, den in der äußeren Hülle 3 herrschenden Druck anzupassen,
- - den Durchgang von auf sehr hohen Druck verdichteter Luft aus einer mitgeführten oder externen Vorrichtung zur inneren Hülle 5 zu gewähren, so dass es ermöglicht wird, die genannte Reserve wieder unter Druck zu setzen.
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Die äußere Hülle
3 steht mit einem zweiten Stellglied
8 in Verbindung, das dafür vorgesehen ist, sie mit der äußeren Umgebung oder mit der Druckluftversorgung mittels des ersten Stellgliedes
6 in Verbindung zu setzen. Das Öffnen dieses zweiten Stellgliedes
8 wird gemäß den gebräuchlichen, bekannten Logiken dieser Vorrichtungen gesteuert, wie sie in der Patentanmeldung
FR-1232881 A und den Patenten
FR-2731655 B1 und
FR-2822413 B1 beschrieben sind, um ein schnelles oder langsames Luftablassen, ein Auffüllen oder ein Messen des Druckes der äußeren Hülle
3 zu gewährleisten.
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Die Struktur der Sensoren 7 und 9 ist vorgesehen, um die ausgeführten Messungen entweder über eine gegebene Zeit ununterbrochen oder zeitweise nach Belieben der Bedienperson oder schließlich zufällig gemäß einer Steuerlogik drahtlos zu übertragen.
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Die beschriebene Struktur des Reifens ermöglicht es somit, sich für einen normalen Betrieb von einer externen Quelle mit sehr hohem Druck frei zu machen, und ermöglicht es, die verschiedenen Überwachungen oder Steuerungen zu vereinfachen, die notwendig sind, um den Druck des Reifens in Abhängigkeit des Einsatzes des Fahrzeuges, des Zustandes der Lauffläche, der transportierten Ladung oder von jedem anderen als wichtig angesehenen Parameter zu verwalten.
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In 2 ist ein Ausführungsbeispiel des ersten Stellgliedes 6 dargestellt, das sich in der Form eines Ventils darstellt, das ein von einem Deckel 28 geschlossenes Gehäuse 27 umfasst, das Mittel zur Verbindung enthält in der Form einer Öffnung 29 mit der inneren Kammer 5a, die eine Hochdruckkammer darstellt, einerseits und einer Kammer 16 mit der äußeren Kammer 3a, die eine Niederdruckkammer darstellt, mit Hilfe des zweiten Stellgliedes 8. Diese Verbindungsmittel werden von einer ersten, mit der Hochdruckkammer 5a in Verbindung stehenden Öffnung 29 und der mit dem zweiten Stellglied 8 in Verbindung stehenden Kammer 16 gebildet.
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Das Gehäuse schließt einen Kolben 30 ein, der zwischen zwei Sitzen 31 und 32 unter der Wirkung einer ersten Feder 33, die sich am Deckel 28 abstützt, und einer zweiten Feder 34, die sich am Gehäuse 27 abstützt, beweglich ist. Eine dritte Feder 35, deren Rolle hiernach erklärt werden wird, stützt sich auch wie die Feder 34 an einer Schulter des Gehäuses 27 ab.
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Die erste Feder 33 stellt sich in der Form eines metallischen Balges dar.
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Der Kolben 30 weist eine zentrale Aussparung 37 auf, die von einer Membran 36 verschlossen wird, die in abdichtender Weise an diesem Kolben befestigt ist. Diese Membran 36 ist geeignet, zwei stabile Positionen zum Schließen und Öffnen dieser Aussparung 37 unter Zusammenwirkung mit Anschlagmitteln einzunehmen. Zu diesem Zweck ist der Deckel 28 mit einem ersten Anschlagmittel (Amboss) 38 versehen und das Gehäuse 27 mit einem zweiten Anschlagmittel (Amboss) 39 versehen, gegen die die Membran in Anschlag kommt, um von einer Position in die andere zu gelangen. Das erste Stellglied 6 umfasst somit zwei Kammern 15 und 16, die von dem Kolben 30 abgegrenzt werden. Die Kammer 15 ist an der Deckelseite und die Kammer 16 an der Gehäuseseite angeordnet. Der Kolben 30 ist noch mit einem Abweiser 40 und einer Bohrung 43 versehen, die an einer Seite in die Kammer 15 und an der anderen in die Kammer 16 mündet, indem sie diese beiden Kammern verbindet. In dieser Bohrung wird ein Ventil 44 vorgesehen, das der Wirkung einer Feder 45 unterworfen ist. So ermöglicht diese Bohrung die Verbindung zwischen der (nicht dargestellten) Auffüllstation, die mit der Öffnung 46 des Deckels 28 verbunden ist, und der inneren Kammer 5a (Hochdruckkammer) über die mit der Öffnung 29 in Verbindung stehenden Kanal 24.
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Die zweite 34 und dritte 35 Feder haben unterschiedliche Steifigkeit, um von dem Druck, der in der Kammer 15 als Folge von der daraus resultierenden Verlagerung des Kolbens 30 aufgebaut werden kann, jeweils und nacheinander betätigt zu werden.
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3a zeigt eine erste Zwischenposition des Kolbens 30. Zu diesem Zweck wird ein Fluiddruck durch die Öffnung 46 zugeführt, der die Verschiebung des Kolbens zum Boden des Gehäuses 27 hin bewirkt, indem die erste Feder 33 ausgedehnt wird und die zweite Feder 34 zusammengedrückt wird und er sich an der dritten Feder 35 mit sehr viel größerer Steifigkeit abstützt. Die Membran 36 stützt sich nun an dem Amboss 39 ab, was ihre Rückkehr bewirkt, wie es in der Figur ersichtlich ist. Die Rolle des Abweisers 40, der beim Druckaufbau der Kammer 15 über eine bestimmte Schwelle in Schließposition gelangt, ermöglicht es, den Durchfluss des unter Druck stehenden Fluids durch die Aussparung 37 zu untersagen, bevor sich die Membran 36 umkehrt. Das Ventil 44 verbleibt geschlossen, wobei der Fluiddruck unzureichend ist, um die Feder 45 zusammenzudrücken. Man wird noch feststellen, dass sich der Kolben 30 in dieser ersten Zwischenposition an keinem der Sitze 31 und 32 abstützt.
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3b zeigt eine weitere Zwischenposition des Kolbens 30. Zu diesem Zweck wird ein größerer Fluiddruck durch die Öffnung 46 zugeführt, der eine zusätzliche Verschiebung des Kolbens bewirkt, indem die zweite Feder 34 stärker zusammengedrückt wird und dieses Mal die dritte Feder 35 zusätzlich zusammengedrückt wird. Außerdem ist das Ventil 44 vollständig geöffnet und der Fluiddruck führt zum vollständigen Zusammendrücken der Feder 45. Schließlich stützt sich der Kolben 30 an dem Sitz 32 abdichtend ab.
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Wenn das erste Stellglied 6 der Wirkung der pneumatischen Steuermittel unterworfen wird, ist die Funktionsweise die folgende:
- In 2 befindet sich der durch die erste Feder 33, die sich in der Form eines metallischen Balgs darstellt, in axialer Position gehaltene Kolben 30 in Ruheposition. Er stützt sich an seinem Sitz 31 mit Hilfe der Federn 33 und 34 ab, was es ermöglicht, den Verschluss der Kammer 16 in Bezug auf die unter hohem Druck stehende innere Hülle 5 zu gewährleisten. Die freie Zirkulation der Luft zwischen der Kammer 15 und der Kammer 16 wird durch die Membran 36 gewährleistet, die in dieser Position für Luft durchlässig ist.
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In 3a nimmt der Kolben 30 die erste Zwischenposition durch das Anlegen eines Drucks in der Kammer 15 von vorteilhafterweise des zweifachen maximalen Drucks des Reifens ein. Diese Positionierung wird vorteilhafterweise von dem Abweiser 40 gewährleistet, der vorübergehend den Durchgang zwischen den Kammern 15 und 16 verschließt, sobald er einem Luftstrom unter hohem Druck von mehr als wenigstens 1,5 Mal des maximalen gewünschten Drucks des Reifens unterworfen ist, bevor die Membran 36 sich verformt und ihre andere stabile Position einnimmt, in der sie den vollständigen Verschluss dieses Durchgangs bewirkt. Der Kolben 30 ist nun in einer stabilen Position und stützt sich an der zweiten Feder 34 mit großer Steifigkeit ab. Diese Positionierung ermöglicht es der inneren Hülle 5, mit der Kammer 16 frei zu kommunizieren, wie es durch den Pfeil F1 schematisiert ist. Das Öffnen des zweiten Stellgliedes 8 wird nun bewirkt, wie es in den mit dieser Art von Stellglied verknüpften Patenten beschrieben ist, und das schnelle Auffüllen der äußeren Hülle 3 wird ausgeführt.
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In 3b nimmt der Kolben 30 die zweite Zwischenposition ein, die durch das Anlegen eines Drucks in der Kammer 15 von vorteilhafterweise des vierfachen maximalen Drucks des Reifens plus ungefähr 5 Bar erzielt wird. Wie für die erste Zwischenposition wird diese Positionierung vorteilhafterweise durch die Membran 36 und den Abweiser 40 gewährleistet, der den Durchgang zwischen den Kammern 15 und 16 vorübergehend verschließt, und durch das sich Abstützen des Kolbens 10 an dem Sitz 32 nach Zusammendrücken der Federn 34 und 35. Diese Positionierung ermöglicht das Auffüllen der inneren Hülle 5, wobei sich das Ventil 44 unter der Wirkung des Drucks der Kammer 15 öffnet.
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In 4 wird die Gesamtheit eines Systems zur Steuerung des Drucks des Rades 1 eines Fahrzeugs dargestellt, das eine elektropneumatische Einheit 50, ein Steuermittel 51, eine Tastatur 52 und eine Auffüllstation 53 in Bezug auf das Rad 1 mit Hilfe einer pneumatischen Verbindung 57 umfasst.
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So kann vorgesehen werden, dass die Kraft zum Öffnen der Feder 45 größer ist als die kumulierten Kräfte zum Öffnen der Federn 33, 34 und 35 derartig, dass der Kolben 30 vor der Öffnung des Ventils 44 an seinen Sitz 32 geführt wird.
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Es versteht sich von selbst, dass das System sämtliche Räder des Fahrzeuges enthält und dass ein einziges Rad aus Gründen der Bequemlichkeit dargestellt ist.
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Gemäß der Erfindung wird somit den zuvor beschriebenen Reifen ein System zur Steuerung zugefügt, das es ermöglicht, den Druck in der äußeren Hülle 3 zu überwachen und ihn automatisch in Abhängigkeit von einer bestimmten Anzahl von Kriterien, wie der transportierten Ladung oder dem Zustand des Geländes, variieren zu lassen.
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Es ist zu verstehen, dass eine solche gebotene Möglichkeit von den Nutzern gewünscht ist. Die Struktur eines Fahrzeuges wird nämlich nicht in derselben Weise belastet, wenn dieses voll beladen, halb beladen oder leer ist. Dasselbe gilt, wenn dieses Fahrzeug über welliges Gelände, über Sand, über eine Straße oder über eine Autobahn fährt. Ein Eingriff in den Auffülldruck ermöglicht es, diese Belastungen zu reduzieren, sie auf ein Niveau zurückzuführen, das mit den erforderlichen Sicherheits- und Mobilitätskriterien und einer normalen Lebensdauer des Fahrzeuges kompatibel ist. Ein Eingriff, der auf den Auffülldruck eines jeden Reifens eines Fahrzeuges abzielt, ermöglicht es sogar, diese Sicherheits- und Mobilitätsbedingungen zu optimieren.
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Man versteht auch, dass nach einem Luftablassen, das es zum Beispiel ermöglicht, in sandigem Gelände zu fahren oder das Abrollgeräusch im Ort zu dämpfen, es unablässig ist, den Reifen sehr schnell wieder aufzufüllen, sobald die Geschwindigkeit des Fahrzeuges eine vorherbestimmte Schwelle überschreitet.
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Andererseits erweist es sich als unablässig, zu jedem Zeitpunkt den Zustand der Reifen des Fahrzeuges zu kennen, insbesondere im Falle eines Reifenschadens oder im Falle eines irreparablen Schadens.
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Diese Einheit ermöglicht es gemäß dem Fall des Auffüllens oder Luftablassens aus dem Reifen des Rades 1 oder gemäß dem Fall einer Gruppe von Reifen, eine automatische Überwachung des oder der Reifen zu gewährleisten durch eine permanente Anzeige des Drucks und der Temperatur, den Druck des Reifens in Abhängigkeit eines Einstellwertes automatisch anzupassen, ein entlüftetes Volumen zu erfassen und zu lokalisieren, dieses Entlüften zu kompensieren, einen Reifen vom übrigen System zu isolieren, wenn dieser nicht kompensierbar ist, eine Information zur Überdrehzahl zu liefern und den Druck zu korrigieren.
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Vorteilhafterweise umfasst das Steuermittel 51 elektronische Mittel, welche die Erfassung des Drucks und der Temperatur ermöglichen, die integriert oder in einem Abstand in Bezug auf die Stellglieder und die zuvor beschriebenen Sensoren angeordnet sind.
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Das Steuermittel 51 kann beispielsweise einen ersten Empfänger 54 in Bezug auf die Temperatursonden der Sensoren 7 und 9 eines jeden Reifens und einen zweiten Empfänger 55 in Bezug auf die Drucksonden dieser Sensoren umfassen, wobei die beiden Empfänger außerdem zusammengelegt sein können.
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Die von den Sensoren 7 und 9 ausgesendeten Signale eines jeden Reifens werden beispielsweise in dem Steuermittel 51 verarbeitet, um die Informationen an eine Tastatur 52 zu übermitteln oder um sie zu verwenden, um Befehle an die elektronische (elektropneumatische) Einheit 50 zu geben.
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Das Steuermittel 51 ist ein elektronisches Gehäuse, das logische Steuermittel von bekannter Art einschließt, die es ermöglichen, jede der für das Funktionieren des Systems notwendigen Messungen zu initiieren. Es handelt sich somit um eine Reihe von Anweisungen oder Programme, die es ermöglichen, eine Anzeige im Bereich der Tastatur 52 zu erzielen, die dem gegebenen Befehl entspricht. Wenn die äußere Hülle 3 schnell entsprechend eines vorherbestimmten Einstellwertes als Folge zum Beispiel von einem Übergang von einem nassen Gelände auf eine Strasse aufgefüllt werden soll, wird so das Einstellen in die erste Zwischenposition des ersten Stellgliedes 6 gesteuert, um die von der inneren Hülle 5 gebildete Druckquelle in Verbindung zu setzen mit der äußeren Hülle 3 durch die gleichzeitige Öffnung des zweiten Stellgliedes 8. Wenn der Einstellwert erreicht ist, das heißt, wenn der Unterschied zwischen den beiden betroffenen Werten Null ist, steuert das Steuermittel 51 das Schließen des ersten Stellgliedes 6. Ein analoges Verfahren wird angenommen, um das Luftablassen aus der äußeren Hülle 3 zu gewährleisten. Wenn der Befehl gegeben wird, wird das zweite Stellglied 8 geöffnet und die Luft entweicht nach außen. Es ist dasselbe, wenn gewünscht wird, den Druck eines Reifens zu überwachen. Der Drucksensor wird durch das Steuermittel 51 aktiviert und der gemessene Wert wird im Bereich der Tastatur 52 angezeigt. Es versteht sich von selbst, dass es das Steuermittel 51 ermöglicht, die Informationen, die von jedem Reifen kommen, zu unterscheiden.
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Um sich vom korrekten Funktionieren der in den äußeren und inneren Hüllen 3 und 5 integrierten Drucksensoren 9 zu vergewissern, ist vorteilhafterweise ein Fluiddruck-Sensor 56 in der elektropneumatischen Einheit 50 integriert. Da dieser Drucksensor mit Hilfe der pneumatischen Verbindung 57 mit jeder der Hüllen 3 und 5 alternativ in Verbindung gebracht werden kann, kann jede der von den Sensoren 9 gemachte Messungen in Echtzeit mit denen des Fluiddruck-Sensors 56 verglichen werden, was es ermöglicht, eine Selbstüberwachung der korrekten Kalibrierung des Systems auszuführen oder so jede Messabweichung des einen oder anderen der Sensoren zu erfassen.
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Eine regelmäßige Überwachung der inneren Hülle 5 mit Hilfe der Sensoren 7 ist vorgesehen, um ihr korrektes Funktionieren zu verifizieren und den vorhandenen Druck der Luft zu messen.
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So könnte für einen in dem Reifen bis zu 4 Bar gehenden, gewünschten maximalen Druck der Druck in der inneren Hülle 5 sich zum Beispiel mit einem mitgeführten Auffüllsystem bei 20 Bar befinden oder ohne diese Vorrichtung bei 60 Bar. Wenn der Druck in der inneren Hülle 5 kleiner als jener der äußeren Hülle 3 wird, arbeitet das System gemäß einem herabgesetzten Modus weiter, bei dem das Auffüllen aus dieser inneren Hülle 5 nicht mehr möglich ist, wobei die anderen Funktionen verfügbar sind.
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Die Tastatur 52 umfasst Anzeiger des Zustandes des Volumens, die von einer Bedienperson erkennbar sind, und Mittel, um eine Korrektur oder einen Einstellwert des in dem Reifen herrschenden Drucks anzuzeigen. Diese Tastatur kann zum Beispiel einen Anzeiger pro Druckschwellwert als Funktion vom Gelände und der Beladung des Fahrzeuges, einen Anzeiger der Beladung selbst, einen Anzeiger für eine Anomalie des Druckspeichers, einen Anzeiger für eine Anomalie eines Teiles des Systems, einen Anzeiger zur Lokalisierung des entlüfteten Volumens, einen Anzeiger zum Zustand des beschädigten Volumens, derartig, ob ein Reifenschaden durch ein permanentes oder sequenzielles Auffüllen kompensierbar ist oder ob er unmöglich zu kompensieren ist, umfassen. Alle diese Anzeiger werden von der Elektronikeinheit initiiert oder im Gegensatz dazu, wird der von einer Bedienperson angezeigte Wert von der Tastatur 52 zum Steuermittel 51 übertragen, welches seinerseits das von der elektronischen Einheit 50 ausgewählte Organ steuert.
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Die Tastatur 52 kann mit dem Steuermittel 51 fest verbunden sein.
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Das System kann einen Anzeiger für eine Überdrehzahl umfassen. Dieser kann sich als wichtig erweisen, wenn der aufgezeigte nominale Druck der Reifen nicht in Korrelation mit der Geschwindigkeit des Fahrzeuges steht. Das System gemäß der Erfindung umfasst Mittel, um die Geschwindigkeit des Fahrzeuges in Bezug auf die maximale, zugelassene Geschwindigkeit für den aufgezeigten nominalen Druck zu vergleichen. Der entsprechende Anzeiger auf der Tastatur wird eingespeist und der Fahrer des Fahrzeuges wird über diese Situation benachrichtigt. Er kann nun den Einstellwert des Auffüllens bis zum Verschwinden des Signals der Überdrehzahl korrigieren. Wenn der Fahrer am Ende einer gegebenen Zeit nicht eingreift, kann eine automatische Korrektur des Auffülldrucks in Bezug auf ein Geschwindigkeitsdiagramm eintreten, das im Moment der Auslieferung des Systems in dem Gehäuse 27 integriert ist.
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Das System gemäß der Erfindung kann gleichzeitig ein langsames Luftablassen aus der äußeren Hülle 3 und ein schnelles Luftablassen gewährleisten. Unter langsamem Luftablassen wird zum Beispiel ein Luftablassen von 2,5 Bar auf 2 Bar in 5 Min. verstanden. Unter schnellem Luftablassen wird zum Beispiel ein Luftablassen von 2 Bar auf 1 Bar in wenigen- Sekunden verstanden.
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Dieses schnelle Luftablassen kann sich als wichtig erweisen im Falle von Glatteis oder einer Notbremsung auf trockenem Boden, um das Haftvermögen des Reifens schnell anzupassen.
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Das System gemäß der Erfindung kann gleichzeitig ein langsames Auffüllen der äußeren Hülle 3 und ein schnelles Auffüllen gewährleisten. Unter langsamem Auffüllen wird zum Beispiel ein Auffüllen von 2 Bar auf 2,5 Bar in 5 Min. verstanden. Unter schnellem Auffüllen wird zum Beispiel ein Auffüllen von 1 Bar auf 2 Bar in wenigen Sekunden verstanden.
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Dieses schnelle Auffüllen kann sich als wichtig erweisen, um das Haftvermögen des Reifens im Falle von sprunghafter Wiederbeschleunigung des Fahrzeuges oder im Falle der Erfassung sehr feuchter oder überfluteter Fahrbahn schnell anzupassen.
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So kann die pneumatische Verbindung 57, die vorteilhafterweise ein Radlager integriert, das einen Luftdurchgang aufweist, gemäß der Erfindung fünf FluiddruckNiveaus unterworfen werden.
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Das erste Druckniveau, dem diese Verbindung unterworfen wird, ist das des atmosphärischen Umgebungsdrucks als Folge des Entlüftens dieser durch das Steuermittel 51. Auf eine leicht zu verstehende Weise ist dieses Entlüften jenes, das dem Ruhezustand des Systems entspricht und die häufigste Situation darstellt.
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Das zweite Druckniveau, dem diese Verbindung unterworfen wird, ist jenes, das für den Einsatz des zweiten Stellgliedes 8 notwendig ist, um das schnelle Luftablassen aus der äußeren Hülle 3 zu erzielen. Dieses Druckniveau kann entsprechend der Art des verwendeten zweiten Stellgliedes 8 entweder größer als der atmosphärische Druck und höchstens gleich dem minimal gewünschten Druckniveau des Reifens oder der Hülle oder kleiner als dieser atmosphärische Druck und nahe dem Vakuum sein.
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Das dritte Druckniveau, dem diese Verbindung unterworfen wird, ist jenes, das für den Einsatz des zweiten Stellgliedes 8 notwendig ist, um das langsame Auffüllen der äußeren Hülle 3 oder die pneumatische Messung des in dieser Hülle herrschenden Drucks mit Hilfe des Sensors 56 zu erzielen. Dieses Druckniveau ist im Allgemeinen gleich dem maximal gewünschten Druckniveau in dem Reifen oder in der äußeren Hülle 3, dem wenigstens 1 Bar hinzugefügt wird.
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Das vierte Druckniveau, dem diese Verbindung unterworfen wird, ist jenes, das für den ersten Einsatz-Modus des ersten Stellgliedes 6 notwendig ist, um das schnelle Auffüllen der äußeren Hülle 3 ausgehend von der unter hohem Druck stehenden inneren Hülle 5 zu erzielen. Dieses Druckniveau ist vorteilhafterweise gleich dem zweifachen für den Reifen oder für die äußeren Hülle 3 maximalen vorgesehenen Druck.
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Das fünfte Druckniveau, dem diese Verbindung unterworfen wird, ist jenes, das für den zweiten Einsatz-Modus des Stellgliedes 6 notwendig ist, um das Auffüllen der inneren Hülle 5 zu erzielen. Dieses Druckniveau ist vorteilhafterweise gleich wenigstens dem vierfachen für den Reifen oder für die äußere Hülle 3 maximalen vorgesehenen Druck.
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Die zuvor angegebenen Druckwerte sind als Anhaltspunkt angegeben und stellen den allgemeinsten Fall dar.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Rad
- 2
- Felge
- 3
- äußere Hülle
- 3a
- äußere Kammer (Niederdruckkammer)
- 4
- peripherer Abschnitt
- 5
- innere Hülle
- 5a
- innere Kammer (Hochdruckkammer)
- 6
- erstes Stellglied
- 7
- Sensor
- 8
- zweites Stellglied
- 9
- Sensor
- 10
- Kolben
- 15
- Kammer
- 16
- Kammer
- 23
- Hohlraum
- 24
- Kanal
- 25
- Kanal
- 26
- Aussparung
- 27
- Gehäuse
- 28
- Deckel
- 29
- Öffnung
- 30
- Kolben
- 31
- Sitz
- 32
- Sitz
- 33
- erste Feder
- 34
- zweite Feder
- 35
- dritte Feder
- 36
- Membran
- 37
- Aussparung
- 38
- Anschlagmittel
- 39
- Anschlagmittel
- 40
- Abweiser
- 43
- Bohrung
- 44
- Ventil
- 45
- Feder
- 46
- Öffnung
- 50
- elektronische Einheit
- 51
- Steuermittel
- 52
- Tastatur
- 53
- Auffüllstation
- 54
- erster Empfänger
- 55
- zweiter Empfänger
- 56
- Fluiddrucksensor
- 57
- pneumatische Verbindung
