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Vorrichtung zur Ermittlung eines Luftdruckabfalls
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in einem Reifen
Die Erfindung bezieht sich auf eine
Vorrichtung zur Er-Ermittlung eines Luftdruckabfalls in einem Reifen.
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Bei einem Kraftfahrzeug bewirkt eine Verminderung des Luftdrucks
leicht ein Steuern in die falsche Richtung und durch die Biegebeanspruchung des
ReifensÜberhitzung oder Abrieb, was die Lebensdauer des Reifens bedenklich verkürzt.
Um dies zu verhindern, wurde eine Vorrichtung vorgeschlagen, die eine Verminderung
des Luftdrucks im Reifen ermittelt und dem Fahrer meldet.
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Eine derartige Vorrichtung ermittelt jedoch den Luftdruckabfall und
gibt nur dann ein Signal ab, wenn der Luftdruck auf einen festgesetzten Wert abfällt;
es ist fast unmÖglich, den Luftdruck im Reifen innerhalb eines gewünschten Bereichs
zu halten, wenn ein anfänglicher Luftdruck für einen besonderen Zweck oder auf Wunsch
des Fahrers beträchtlich hoch eingestellt ist. Ferner ist diese Vorrichtung nicht
sehr zuverlässig. Wenn beispielsweise ein Reifen während des Fahrens warnt- oder
heißläuft, steigt der Luftdruck im Reifen im allgemeinen an; wenn der erhöhte Luftdruck
relativ geringer als die anfängliche Luftdruckeinstellung ist, kann aies die Vorrichtung
oft nicht ermitteln.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zu schaffen,
die unabhängig vom Wert des anfänglichen Luftdrucks eine vorbestimmte Gr5Qe des
Iuceeerlutts, aaG}ikod von einer anfänglichen Luftdruckeinstellung, in einem Reifen
ermitteln und dem Fahrer melden kann.
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Ferner soll die Erfindung eine Vorrichtung schaffen, die eine vorbestimmte
Große des Druckverlusts von einer ananfänglichen Luftdruckeinstellung in einem Reifen
ermitteln kann, ohne daß sie durch ein Heißlaufen des Reifens beeinträchtigt wird.
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Schließlich soll die Erfindung eine Vorrichtung zur Ermittlung eines
Luftdruckabfalls in einem Reifen schaffen, die anstelle eines bekannten Luftventils
am Reifen verwendet werden kann und zuverlässig arbeitet.
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Erfindungsgemäß wird eine Vorrichtung geschaffen, die den Luftdruck
in einem Reifen für einen besonderen Zweck oder entsprechend dem Wunsch des Fahrers
auf einem gewünschten Wert halten kann.
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Die Erfindung wird nachstehend anhand der Zeichnung an Ausfiihrungsbeispie
len näher erläutert: Fig. 1 ist eine Querschnittsansicht eines Reifens, in dem die
Vorrichtung angebracht ist; Fig. 2 ist eine vergrößerte Längsschnittansicht der
in Fig. 1 gezeigten Vorrichtung; Fig. 3 und 4 sind Ansichten ähnlich der in Fig.
2 gezeigten Ansicht und zeigen die Vorrichtung in unterschiedlichen Arbeitsstellungen;
und Fig. 5 ist eine teilweise Längsschnittansicht, die ein weiteres Ausführungsbeispiel
zeigt.
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In den Fig. 1 bis 4 ist ein Ausführungsbeispiel in der Form eines
Luftventils 2 dargestellt, das bei einem schlauchlosen Reifen 1 verwendet ist. Das
Luftventil 2 besitzt einen allgemein zylindrischen Ventilkörper 3 mit einem Flansch
18, der mit einem Felgenrand 4 über Dichtungselemente 5 und 5a, einer Unterlegscheibe
6 und einer Schraubenmutter 7 verbunden ist. Der Ventilkörper 3 ist mit einer zylindrischen
Bohrung 3a versehen, die in der Mitte eine Ventilstange 9 mit einem Ventilelement
8 aufweist, das längs der Längsachse der zylindrischen
Bohrung 3a
eingesetzt ist. Die zylindrische Bohrung 3a besitzt auch einen Ventilkern 10 und
einen zylindrischen Ventilsitz 11, der mit dem Ventilkern 10, der die Ventilstange
9 umschließt, verbunden ist. Im mittleren Teil der zylindrischen Bohrung 3a sind
ferner eine Schraubenfeder 12, die von einer als Ventilsitz für das Ventilelement
8 dienenden Federhalterung 13 und einer weiteren Federhalterung 15 getragen wird,
die von einem Anschlagelement 14 an der Stange 9 gestützt wird, und ein ringförmiger
Vorsprung 16 vorgesehen, der sich vom Ventilkörper 3 radial nach innen erstreckt
die Schraubenfeder 12 drückt das Ventilelement 8 gegen den Ventilsitz 11. Die Federhalterung
15 ist an ihrem rechten Ende an dem ringförmigen Vorsprung 16 festgehalten und steht
an ihrem linken Ende mit dem Anschlagelement 14 in Eingriff, so daß eine Verschiebung
der Stange 9 gemäß der Darstellung in Fig. 2 nach links verhindert wird. Das Ventilelement
8 steht mit dem Ventilsitz 11 in Eingriff und verschließt unter normalen Bedingungen
einen Luftkanal 17 im Ventilsitz 11; wenn aber die Stange 9 gegen die Schraubenfeder
12 eingeschoben wird, um Luft in den Reifen 1 einzuleiten, wird das Ventilelement
8 von einer an.der Stange 9 befestigten Ventilhalterung 14a gedrückt und löst sich
vom Ventilsitz 11; komprimierte Luft strömt von einer nicht gezeigten Luftzuführung
durch den Luftkanal 17 und eine Ventilöffnung 19 im Flansch 18 in den Reifen 1,
wie es in Fig. 3 durch Pfeile dargestellt ist.
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Ein zylindrisches Gehäuse 20 ist an seinem äußeren Ende über eine
Dichtung 21 mit dem inneren Ende des in den Reifen 1 eingesetzten Ventilkörpers
3 verschraubt; das Gehäuse 20 besitzt eine zylindrische Bohrung, die in eine erste
Kammer 22, die dem Luftventil 2 benachbart und mit dem Luftkanal 17 verbunden ist,
so daß Luft in den Reifen 1 gelangt, und in
eine zweite Kammer 23
aufgeteilt ist, die vom Luftventil 2 entfernt liegt und mit dem Inneren des Reifens
1 in Verbindung steht. Die zweite Kammer 23 ist von der ersten Kammer 22 luftdicht
abgetrennt, was nachstehend im einzelnen beschrieben wird.
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In einem Bereich 17a, in dem die erste Kammer 22 mit dem Luftkanal
17 verbunden ist, ist ein zylindrischer Ventilkörper 24 in das innere Ende des Ventilkörpers
3 eingeschraubt, wobei ein Dichtungselement 15 dazwischen gesetzt ist. In der zylindrischen
Bohrung des Ventilkörpers 24 befindet sich eine Zugfeder 26, die an einem Ende durch
eine im Ventilkörper 24 vorgesehene Federhalterung 27 gehalten wird; das andere
Ende der Zugfeder 26 steht mit einer an ein Ventilelement 28 befestigten Ventilstange
29 in Eingriff, so daß die Zugfeder 26 die Ventilstange 29 gemäß der Darstellung
in Fig. 2 nach links zieht und das Ventilelement 28 gegen den Ventilkörper 24 drückt.
Das Ventilelement 28 steht mit dem Ventilkörper 24 in Eingriff, so daß unter normalen
Bedingungen eine Verbindung zwischen dem Luftkanal 17 und der ersten Kammer 22 verhindert
wird; wenn aber die Stange 9 hineingeschoben wird, um Luft in den Reifen 1 einzuleiten,
wird die Ventilstange 29 vom vorderen Ende der Stange 9 verschoben, so daß das Ventilelement
28 vom Ventilkörper 24 losgelöst ist und die erste Kammer 22 mit dem Luftkanal 17
in Verbindung steht. Zwischen den Ventilstangen 9 und 29 ist ein geeigneter freier
Spalt29A vorgesehen, der so bemessen ist, daß Luft nur in den Reifen für eine bestimmte
kurze Zeit fließt, bevor sie sowohl in den Reifen 1 als auch in die erste Kammer
22 gelangt.
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In der zweiten Kammer 23 ist ein Fühler 30 vorgesehen, der den Unterschied
im Luftdruck zwischen der ersten Kammer 22 und der zweiten Kammer 23, d. h., den
Luftdruckabfall,aus9ehend von der
ursprünglichen Luftdruckeinstellung
im Reifen 1,ermittelt.
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Der Fühler 30 besitzt eine an einer Scheibe 32 befestigte Stange 31.
Die Scheibe 32 ist über einen ausdehnbaren Balg 34 mit einem radial nach innen vorspringenden
ringförmigen Flansch 33 verbunden, der eine Unterteilung zwischen der ersten und
der zweiten Kammer festlegt. Somit ist die Scheibe 32 gemäß der Xnderung des Drucks
zwischen der ersten Kammer 22 und der zweiten Kammer 23 verschiebbar. Die Fläche
des Fühlers 30, die dem Luftdruck ausgesetzt ist, ist auf der Seite der ersten Kammer
und auf der Seite der zweiten Kammer gleich groß.
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In der zweiten Kammer 23 ist eine Feder 35 angeordnet, die an einem
Ende durch eine in das innere Ende des Gehäuses 20 eingeschraubte Federhalterung
36 gestützt ist; das andere Ende der Feder 35 steht mit der Scheibe 32 in Eingriff
und drückt den Fühler 30 in Richtung auf die erste Kammer 22, so daß der Fühler
30 in eine vorbestimmte Lage zurückkehrt, wenn der Luftdruck in der ersten Kammer
22 gleich dem Luftdruck im Reifen 1 ist. Die Federhalterung 36 ist mit einer mittig
ausgebildeten Bohrung 37 versehen, durch die die Stange 31 verschiebbar ragt und
die zweite Kammer 23 mit dem Inneren des Reifens 1 verbunden ist.
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Wenn die Stange 9 des Luftventils 2 gemäß der Darstellung in Fig.
3 in das Gehäuse 20 geschoben wird,so daß der Reifen 1 aufgeblasen wird, löst sich
das Ventilelement 8 vom Ventilsitz 11 und öffnet den Luftkanal 17, durch den unter
Druck stehende Luft in den Reifen 1 und gegebenenfalls durch die Bohrung 37 in die
zweite Kammer 23 strömt, wie es in Fig. 3 durch Pfeile dargestellt ist. Pald nachdem
der Luftkanal geöffnet ist, drückt die Stange 9 auf das Ventilelement 28, das sich
vom Ventilsitz 24 in der ersten Kammer 22 löst, so daß Luft vom Luftkanal 17 durch
den zylindrischen Ventilkörper 24 in die erste Kammer 22 strömt. Nachdem ein gewünschter
Anfangsluftdruck
im Reifen 1 erreicht ist, kann sich die Stange 9 unter der Wirkung der Feder 12
zurückbewegen und das Ventilelement 8 kommt mit dem Ventilsitz 11 in Eingriff und
verschließt den Luftkanal 17, während das Ventilelement 28 unter der Wirkung der
Zugfeder 26 mit dem Ventilsitz 24 in Eingriff kommt, so daß die Verbindung zwischen
dem Luftkanal 17 und der ersten Kammer 22 unterbrochen wird.
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Der Druck P1 der in die erste Kammer 22 eingeführten Luft ist im
wesentlichen gleich dem anfänglichen Luftdruck Pl im Reifen 1, so daß der Fühler
30 gemäß der Darstellung in Fig. 2 in einer vorbestimmten Lage gehalten wird.
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In Fig. 4 ist die Vorrichtung in einer Lage dargestellt, bei der
angenommen wird, daß der Luftdruck im Reifen 1 auf einen bestimmten Wert gefallen
ist. Wenn der anfängliche Luftdruck P1 im Reifen 1 auf einen Wert P2 gefallen ist,
verschiebt sich der Fühler 30 unter Zusammendrücken der Feder 35 axial um eine Strecke,
die durch den Unterschied zwischen den Luftdrücken P1 und P2 definiert ist; die
Verschiebung des Fühlers 30 aus der vorbestimmten Lage zeigt den Druckabfall, ausgehend
von der anfänglichen Luftdruckeinstellung im Reifen 1, an.
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Somit zeigt der Fühler 30 durch eine den Luftdruckunterschieden entsprechende
Verschiebung einen Druckabfall im Reifen 1 an, wie es vorstehend beschrieben ist.
Es ist leicht, eine Verschiebung des Fühlers 30 elektrisch zu ermitteln und den
Fahrer zu warnen, indem ein Signal erzeugt wird, wenn der Luftdruck im Reifen 1
vom ursprünglich eingestellten Luftdruck auf einen gewissen Wert abgefallen ist.
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Der ursprüngliche Luftdruck P1 im Reifen 1 sinkt auf einen Wert P3
, wobei sich das Volumen der ersten Kammer 22 entsprechend vergrößert, während die
Gegenkraft der Feder 35 zunimmt, wenn der Fühler 30 verschoben wird. Deshalb ist
es notwendig, eine solche Zunahme des Volumens der ersten Kammer 22, die Feder-
charakteristik
der Feder 35 und das Gewicht des Fühlers angemessen in Betracht ziehen, so daß ein
bestimmter Druckabfall im Reifen 1 immer eine vorbestimmte Strecke der Fühlerverschiebung
bewirkt.
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Im Fahrbetrieb läuft der Reifen 1 im allgemeinen warm und dementsprechend
steigt der Luftdruck im Reifen 1 zusammen mit dem Luftdruck in der ersten Kammer
22 an, weshalb der Fühler 30 einen Luftdruckabfall im Reifen 1 ermitteln kann, ohne
durch die Wärme des Reifens 1 beeinträchtigt zu werden. Deshalb sol das Gehäuse
20, das die erste Kammer 22 begrenzt, vorzugsweise aus einem Material mit einer
gute Wärmeleitfähigkeit hergestellt werden.
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Wenn ein bestimmtes Luftvolumen in den Reifen 1 eingeleitet wird,
nachdem der Luftdruck im Reifen 1 auf einen bestimmten Wert unterhalb des ursprünglich
eingestellten Luftdrucks gefallen ist, wird der Fühler 30 durch die Feder 35 wegen
des Druckausgleichs zwischen dem Reifen 1 und der ersten Kammer 22 zu der vorbestimmten
Lage zurückgeschoben.
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In Fig. 5 ist ein weiteres Ausführungsbeispiel dargestellt, wobei
anstelle der Scheibe 32, des Flansches 33 und des Balgs 34 ein Kolben 132 und ein
O-Ring 133 verwendet werden. Ein Gehäuse 120, das dem Gehäuse 20 in Fig. 2 entspricht,
enthält einen Fühler 130, der eine Kolbenstange 131, den Kolben 132, der längs der
inneren Oberfläche des Gehäuses 120 verschiebbar ist, und den O-Ring 133 aufweist,
der zwischen der inneren Oberfläche des Gehäuses 120 und der Umfangskante des Kolbens
132 eingesetzt ist. Ferner sind eine erste Kammer 122, eine zweite Kammer 123, eine
Feder 135 und eine Federhalterung 136 vorgesehen,die jeweils der ersten Kammer 22,
der zweiten Kammer 23, der Feder 35 und der Federhalterung 36 in Fig. 2 entsprechen.
Eine Bohrung 137 ist in der Federhalterung 136 zentral angeordnet, so
daß
die Kolbenstange 131 geführt und die zweite Kammer 123 mit dem Inneren eines Reifens
verbunden wird.
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Der Fühler 130 funktioniert in der gleichen Weise wie der vorstehend
beschriebene Fühler 30.
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Die Erfindung schafft somit eine Vorrichtung zu Ermittlung eines
Luftdruckabfalls in einem Kraftfahrzeugreifen; die Vorrichtung besitzt eine Luftkammer.mit
einem Luft-Innendruck, der im wesentlichen gleich dem Innendruck eines Reifens unter
normalen Bedingungen gehalten wird, und einen Fühler, der gemäß dem Unterschied
zwischen dem Druck in der Luftkammer und dem Druck in dem Reifen verschiebbar ist.
Die Vorrichtung ist im inneren Ende des Luftventils des Reifens angeordnet; wenn
der Luftdruck im Reifen auf einen bestimmten Wert unterhalb eines ursprünglich eingestellten
Luftdrucks abfällt, verschiebt sich der Fühler und gibt dem Fahrer ein geeignetes
Signal.