DE2008437C3 - Reifendruck-Regelvorrichtung für Fahrzeuge, insbesondere für Kraftfahrzeuge - Google Patents

Description

Die Erfindung zieht sich auf eine Reifendruck-Regelvorrichtung für Fahrzeuge nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs.

Bei Fahrzeugen, die auf der befestigten Straße und im Gelände benutzt werden, ist beim Wechseln der Fahrbahn meist eine Änderung des Reifendruckes notwendig, indem durch Herabsetzung des Reiiendrukkes im Gelände die Reifenauflagefläche vergrößert wird und auf der befestigten Straße dieser wieder erhöht wird, um eine erhöhte Walkarbeit und damit eine unnötige Abnutzung der Reifen zu vermeiden. Bisher mußte zu diesem Zwecke der Fahrer aussteigen und den Luftdruck jedes Reifens einzeln erniedrigen oder erhöhen.

Es ist bereits bekannt, Luftverluste der Reifen während der Fahrt auszugleichen, z. B. mittels einer im Reifen angeordneten Pumpeinrichtung (DT-PS 11 03 165), oder mittels einer in der Radnabe eingebauten, durch einen Elektromotor angetriebenen Pumpe (DT-AS 10 1Ί 756). Eine derartige Einrichtung kann auch so gestaltet sein, daß sie gleichzeitig auch den beim Fahren entstehenden Überdruck selbsttätig beseitigt (DT-PS 9 19 633).

Weiterhin sind bereits Reifendruck-Regelvorrichtungen bekannt, bei denen während der Fahrt der Luftdruck in den Reifen aller Räder gleichzeitig durch eine gemeinsame Steuervorrichtung mit Hilfe eines zentralen Druckluftbehälters selbsttätig im Sinne der Aufrechterhaltung eines bestimmten Druckes geregelt wird, wobei diese selbsttätige Regelung, z.B. in Abhängigkeit von der Fahrzeuggeschwindigkeit, der Fahrzeugfederung oder dergleichen erfolgen kann (DT-PS 1108100 und 1228526), Es ist dabei nicht

vorgesehen, und die benutzten Einrichtungen sind auch

nicht in der Lage, den Luftdruck willkürlich und vor

allem schnell während der Fahrt auf ein niedriges oder höheres Niveau zu bringen.

Es sind auch bereits Reifendruck-Regelvorrichtungen

ίο für Fahrzeuge, insbesondere für Kraftfahrzeuge bekannt, die sowohl eine Heraufsetzung wie auch eine Herabsetzung des Luftdruckes in den Reifen während der Fahrt vom Führerstand aus gestatten, wie z. B. aus der GB-PS 10 84 836 hervorgeht Diese Ausführungsfonn hat jedoch den Nachteil, daß die zu den Rädern führenden Verbindungsleitungen während des normalen Fahrbetriebes, d. h. auch dann, wenn keine Regelung erfolgt, unter Druck stehen, so daß die rotierenden Dichtstellen zwischen Achsschenkel und Radnabe einem erhöhten Verschleiß ausgesetzt sind, der eine laufende Wartung erfordert und zudem ständige Druckverluste mit sich bringt.

Dieser Nachteil ist zwar bei der Reifendruck-Regelung gemäß der US-PS 26 34 783 ausgeschaltet, die ein Regelventil aufweist, das als Druckminderventil mit einer Entlüftung ausgebildet ist, so daß in diesem Fall die Verbindungsleitungen zu den Rädern während des normalen Fahrbetriebes drucklos sind. Die dazu benötigten Einrichtungen sind jedoch sehr aufwendig.

Es werden zwei Druckbehälter, je einer für die Druckabsenkung und für die Druckerhöhung mit entsprechenden Ventilen am Steuerstand benötigt. Auch an den Rädern ist je ein gesondertes Drucksenkungs- und Druckerhöhungsventil erforderlich, wobei diese Ventile, die selbst auch mit der Atmosphäre in Verbindung stehen müssen, als empfindliche Kugelventile mit kleinen Strömungsquerschnitten ausgebildet sind, die leicht zu Verstopfungen neigen und zu Funktionsstörungen Anlaß geben könnte.

Andererseits ist es bereits bei der Reifendruck-Regelvorrichtung gemäß der DL-PS 66 370, die aber nicht mit drucklosen Verbindungsleitungen im Normalbetrieb arbeitet, bekannt, als Reifenventile die unempfindlicheren Membranventile zu verwenden, die auf einen bestimmten Mindestdruck im Reifen eingestellt sind. Ihre Nachteile bestehen darin, daß einerseits bei der Regelung des Druckes nach oben dieser erhöhte Druck ständig in den Verbindungsleitungen aufrechterhalten werden muß, und andererseits, daß es beim Absenken des Druckes von diesem Niveau zu einem plötzlichen Entweichen der Luft unter den eingestellten Mindestdruck kommen kann.

Durch die Erfindung sollen diese Nachteile vermieden werden. Ihr liegt die Aufgabe zugrunde, mit geringem Aufwand eine funktionssichere Reifendruck-Regelvorrichtung für Fahrzeuge insbesondere Kraftfahrzeuge zu schaffen, die von einem zentralen Regelorgan aus eine schnelle Änderung des Druckes in den Reifen während der Fahrt gestattet, wobei die Verbindungsleitungen bei

Nichtbetätigung desselben drucklos bleiben.

Gelöst wird diese Aufgabe durch die kennzeichnenden Merkmale des Patentanspruchs.

Als Druckminderventile ausgebildete Steuerventile mit Entlüftungsstutzen sowie zugehörige Verstellventile

6$ mit Feineinstellung und Entlüftung sind als handelsübliche Einrichtungen bei Druckluftanlagen bekannt.

Für die Erfindung wesentlich ist ihre Kombination mit dem auf dem Rad befindlichen, durch den Druck in der

Druckluftleitung betätigten, federbelasteten Reifenventil (Membranventil), welches gegen den Luftdruck im Reifeninnern wirkt und mit einer Drosseleinrichtung versehen ist Durch diese sowie die erfindungsgemäße Bemessung der Ventilräume und der auf das Ventil 5 wirkenden Feder ist es möglich, durch Verändern des Druckes in der zu den Rädern führenden Druckiuftleitung sowohl ein Heraufsetzen als auch ein Herabsetzen des Luftdruckes in den Reifen während der Fahrt schnell und sicher vorzunehmen. to

Die Ausbildung des Reifenventils als Membranventil ist auch insofern besonders günstig, als eine Membran am besten die Anwendung großer Strömungsquerschnitt erlaubt, wie sie -zum schnellen Füllen und insbesondere zum schnellen Entlüften des Reifens notwendig sind.

In den Zeichnungen ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt

F i g. 1 zeigt die Gesamt-Anordnung der Regelvorrichtung im Fahrzeug;

F i g. 2 zeigt ein Verstellventi! bekannter Ausführung im Schnitt;

Fig.3 zeigt ein Steuerventil bekannter Ausführung im Schnitt;

F i g. 4 zeigt ein Reifenventil gemäß der Erfindung im Schnitt.

F i g. 1: Ein Druckluftbehälter 1 wird von einem Kompressor 2 stets auf dem gleichen Druck, z. B. auf 7 atü, gehalten.

Jedes Rad 3 trägt ein Reifenventil 4, welches über die rotationsbewegliche Dichtung 5 zwischen der Radnabe 6 und den feststehenden Achsschenkeln 7 durch die Druckluftleitungen 8, die einen verhältnismäßig großen Querschnitt haben, mit dem Steuerventil 9 verbunden ist.

Das Steuerventil 9, welches als Druckminderventil ausgebildet ist, steht über die Leitung 10 mit dem Druckluftbehälter 1 und außerdem über den Entlüftungsstutzen 11 mit der Atmosphäre in Verbindung. Das Steuerventil fi wird durch das am Führerstand angeordnete Verstellventil 12 mit Feineinstellung über die Steuerleitung 13 betätigt, welches über die Leitung 14 ebenfalls mit dem Druckluftbehälter 1 in Verbindung steht. Das Verstellventil 12 ist ebenfalls mit einem Entlüftungsstutzen 15 versehen. An die Steuerleitung 13 und die Druckluftleitung 8 ist ein Doppeldruck-Manometer 31 mit übereinander angeordneten Zeigern angeschlossen, welches neben dem Verstellventil am Fahrerstand angeordnet ist und die Regelvorgänge erkennen läßt

Fig.2: Das Verstellventil 12 mit Feineinstellung, das von dem Druckluftbehälter über die Leitung 14 mit Druckluft beaufschlagt wird, erlaubt durch Betätigung des Handhebels 16 ein stufenloses Vorgeben und Konstanthalten des Steuerdruckes, der über die Steuerleitung 13 an das Steuerventil 9 weitergegeben wird. Sein wesentlicher Teil sind der am oberen Teil des Ventilstößels angeordnete BelUftungssitz 17 und die miteinander verbundenen Be- und Entlüftungsventile 18 und 19, die die Steuerleitung 13 entweder mit der Leitung 14 oder mit dem Entlüftungsstutzen 15 verbinden, sowie ferner der im unteren Teil angeordnete Membrankolben 20, der zum Konstanthalten des eingestellten Luftdruckes dient, wobei sich zwischen dem Membrankolben und den Ventilfedern ein be- 6; stimmter Gleichgewichtszustand einstellt.

F i g. 3: Das Steuerventil i, das über die Leitung 10 mit dem Druckluftbehäiter 1 und über die Steuerleitung 13 mit dem Verstellventil 12 verbunden ist und ebenfalls als Druckminderventil ausgebildet ist, dient zum Be- und Entlüften der Reifen über die Druckluftleitungen 8. Seine wesentlichen Bestandteile sind der Ventilkörper 21, der die Druckluftleitung 8 mit der Leitung 10 oder mit dem Entlüftungsstutzen 11 verbindet, und der darüberliegende von der Steuerleitung 13 beaufschlagte Kolben 22, welcher den Ventilkörper 21 steuert Zwischen beiden Kolbenseiten stellt sich während der Regelung ebenfalls ein Gleichgewichtszustand ein.

Fig.4: Das federbelastete Reifenventil 4 weist eine Membran 23 auf, die durch eine Feder 24 über eine Ventilplatte 25 gegen den Ventilsitz 26 gedruckt wird, wobei die Feder 24 so bemessen ist, daß die Schließkraft der Membran 23 den maximal möglichen Druck im Reifen übersteigt Hinter der Membran 23 ist um den Ventilsitz 26 herum ein Ringkanal 27 angeordnet der in den Luftanschluß 28 mündet an den die Druckluftleitung 8 angeschlossen ist Die von der Membran 23 begrenzte wirksame Fläche des Rinr'-;anals 27 ist so bemessen, daß die Membran von max'nial möglichem Druck im Reifen und vom vorgegebenen Druck im Ringkanal gegen die Wirkung der Feder 24 angehoben werden kann. Zwischen dem Ventilsitz und dem Reifen ist eine als Drosselscheibe ausgebildete Drosseieinrichtung 29 angeordnet, welche den Ventilquerschnitt reduziert so daß bei der Druckherabsetzung ein plötzliches Ausströmen der Luft aus dem Reifen vermieden wird. Ferner ist die Kammer der Feder 24 mit einer nach außen führenden Entlüftungsöffnung 30 versehen.

Die Regelvorrichtung arbeitet wie folgt:

1. Druckerhöhung im Reifen

Wenn der Handhebel 16 des Verstellventils 12 nach oben bewegt wird, der Stößel also nach unten gedrückt wird, schließt das Entlüftungsventil 19 den Entlüftungsstutzen 15 ab und öffnet das Belüftungsventil 18 den Zutritt der Druckluft aus der Leitung 14, die zur Steuerleitung 13 strömt Außerdem strömt Druckluft von c-ben gegen den Membrankolben 20, der gegen den Druck der in ihm angeordneten Feder verstellt wird. Dadurch wird über den Stößel auf das Belüftungsventil 18 eingewirkt und so ein weiterer Zustrom von Druckluft verhindert, wobei sich ein Gleichgewichtszustand zwischen dem Membrankolben in den darüberliegenden Ventilfedern einstellt, der den vom Handhebel 16 eingestellten Druck konstant hält.

Der durch die Steuerleitung 13 auf das Steuerventil 9 übertragende Druck drückt auf den Kolben 22 und dieser auf den Ventilkörper 21, der den Entlüftungsstutzen 11 schließt und Druckluft aus der Leitung 10 in die Druckluftleitung 8 zu den Reifen überströmen läßt Gleichzeitig tritt der sich aufbauende Druck unter den Kolben 22 und hebt ihn an, sobald der ausgesteuerte Druck unter dem Kolben etwas größer geworden ist als der eingesteuerte Druck über dem Kolben. Damit wird gleichzeitig die Leitung 10 mehr oder weniger geschlossen. Dieser Vorgang spielt sich ein, bis die Drücke in der Steuerleitung 13 und in den Druckluftleitungen 8 gleich sind.

Die vom Steuerventil 9 über die DruckluMeitung 8 in das Reifenventil 4 bei 28 einströmende Druckluft hebt die Membran 23 an und strömt durch das Ventil und die Drosseleinrichtung 29 in den Reifen. Ist im Reifen der gewünschte Druck erreicht was durch die Übereinstimmung der Zeiger im Doppeldruckmanometer 31 festgestellt werden kann, wird durch schnelles Zurückle-

gen des Handhebels 16 (Schnellentlüftung) der Druck im Verstellventil 12 plötzlich auf 0 reduziert, und die Steuerleitumg 13 mit dem Entlüftungsstutzen 15 verbunden. Damit wird im Steuerventil 9 durch den hochgedrückten Ventilkörper 21 die Leitung 10 abgeschlossen und die Druckiuftieitung 8 mit dem Entlüftungsstutzen 11 verbunden. Da im Reifenventil 4 nunmehr der Ringraum 27 drucklos wird, schließt unter dem Druck der Feder 14 die Membran 23, wobei die im Venti! eingebaute Drosseleinrichtung 29 gegen ein plötzliches Ausströmen der Luft aus dem Reifen wirkt.

2. Druckerniedrigung im Reifen

Zunächst wird mit dem Handhebel 16 des Verstellventils 12 wie unter 1. der im Reifen vorhandene Druck angesteuert und dieser Druck durch Herunterdrücken des Hebels 16 allmählich auf den in den Reifer gewünschten Druck reduziert. Es kommt dabei daraui an, daß die Membran 23 des Reifenventils 4 während dei Druckabsenkung im Reifen offengehalten wird. Die ir die Druckluftleitung 8 zurückströmende Luft gelangt über den Entlüftungsstutzen 11 des Steuerventils 9 in; Freie. Sobald der gewünschte Luftdruck erreicht ist wird mit dem Verstellventil 12 die unter 1. beschriebene Schnellentlüftung durchgeführt, wodurch sich da; Reifenventil 4 schließt.

Nach der Druckerhöhung sowie nach der Drucker niedrigung sind alle Verbindungsleitungen 13 und f (einschließlich der rotationsbeweglichen Dichtung 5] drucklos, so daß durch sie keine Luftverluste eintreter können und ein erhöhter Verschleiß der Dichtung 5 vermieden wird.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (1)

1. Patentanspruch:

   Reifendruck-Regelvonrichtung für Fahrzeuge, insbesondere für Kraftfahrzeuge, die unter Anwendung eines zentralen Druckluftbehälters oder -erzeugers und eines zentralen Regelorgans über Verbindungsleitungen zu den Rädern und rotationsbewegliche Dichtungen an den Radnaben eine Änderung des Druckes in den Reifen während der Fahrt ermöglicht, wobei das Regelorgan mit einer Entlüftungsvorrichtung versehen ist, die Verbindungskitungen bei Nichtbetätigung desselben drucklos sind und auf den Radnaben je ein durch Druckbeaufschlagung der Verbindungsleitungen betätigbares, federbelastetes, gegen den Druck im Reifen wirkendes Reifenventil angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, daß

   a) in an sich bekannter Weise das Reifenventil (4) als Membranventil ausgebildet ist und um den Ventilsitz (26) herum ein Ringkanal (27) angeordnet ist, in den die vom Regelorgan kommende Verbindungsleitung mündet, wobei auf die Membran ('.H) entgegen dem Reifendruck eine Feder (24) einwirkt,

   b) zwischen dem Ventilsitz (26) und dem Reifeninnern eine Drosseleinrichtung (29) vorgesehen ist,

   c) der Ringkanal (27) durch eine so große wirksame Ringfläche der Membran (23) begrenzt wird, daß die Membran, deren Feder (24) auf den maximal möglichen -Reifendruck eingestellt ist, bei Beaufschlagung durch den darunterliegenden Regeldruck νοιτ Ventilsitz (26) abgehoben wird.