DE2813601A1

DE2813601A1 - Kraftfahrzeugrad mit automatischer reifendruckregulierung

Info

Publication number: DE2813601A1
Application number: DE19782813601
Authority: DE
Inventors: Peter Dipl Kfm Deville; Heinz-Dieter Schroeder
Original assignee: INNOVA GES ZUR INNOVATIONSFOER
Current assignee: INNOVA GES ZUR INNOVATIONSFOER
Priority date: 1978-03-30
Filing date: 1978-03-30
Publication date: 1979-10-04

Description

Kraftfahrzeugrad mit automatischer Reifendruckregulierung
Die Erfindung betrifft ein Kraftfahrzeugra, das mit einer a omatischen Einrichtung zur konstanten Aufrechterhaltung eines vorbestimmten Reifenluftdruckes ausgestattet ist.
Bei Kraftfahrzeugreifen muß der vorgeschriebene Luftdruck möglichst konstant gehalten werden, damit optimale Bedingungen hinsichtlich Fahrverhalten, Sicherheit und Verschleiß erzielt werden.
Es ist bereits der Versuch gemacht worden dieses Problem mittels eines Druckwächters, bestehend aus Regulierventil und Reserveluftbehälter, zu lösen. Der iil DT-OS 24 49 558 offengelegte Vorschlag löst allerdings nicht das Hauptproblem : Die Unabhängigkeit von ortsfesten Luftnachfüllstationen. Durch die Regelung entsteht im Gegenteil noch ein erhöhter Luftverbrauch, d.h. selbst sehr grolfimensionierte Reserveluftbehälter müssen öfter wieder aufgefüllt werden.
sas Problem @ wird imgrunde nur von der Reifendruekkontrolle auf die Reserveluftkontrolle verlagert und somit nicht gelöst.
Nun liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Einrichtung zu schaffen, die alle bweichungen von einem bestimmten Reifendruck, sowohl nach oben wie nach unten, selbsttätig und selbststeuernd ausgleicht. Diese Einrichtung soll während der ahrt und im Stillstand des Fahrzeuges gleichermaßen eirksam 5 in und zum Einsatz in alle möglichen Fabrzeug-und @@ifentypen infrage k@mmen, sowie den Anwender von ortsfesten Luftnachfüll stationen unabhängig machen.
Diese rufgabe ird erfindungswemäß dadurch gelöst, daß in einem Kraftf@@rzeugrad eine Einrichtung, die selbsttätig und selbststeueind wirkt, bestehend aus einer oder nehreren Druckluftpumpen, mindestens einem Reserveluftbehälter und einem egelventil, angebracht ist. Dabei wird die Antriebskraft lur die Punlpe aus den durch die Radumdrehung resultierenden Zentrifugalkräften und/oder den Deschleunigungsmomenten beim Anfahren bzw. Abbremsen, sowie aus der Gravitation gewonnen. In einer anderen alternative kann die Raddrehung als Antriebskraft für eine Exzentergumpe genutzt werden. zweckmäßigerweise werden zwei Pumpen zwecks Drucksteigerung und Gewichtsausgleich einander gegenüberllegend in oder an der Felge angeordnet.
Der VorratsDehälter soll einerseits möglichst ?roß und anderersel@s möglichst in der Felge angeordnet sein. Dies wird dadurch erreicht, daß der Reserveluftbehälter als Ringkasmer ausgebildet wird, und so in die Felge integriert ist, da eine DoppelwandSelge entsteht.
Das Regelventil wird vom Reifendruck gesteuert und regelt diesen bei Abweichungen nach oben wie nach unten auf einen vorbestimmten Wert zurück. Dies geschist mittels zweier Membranen, die auf zwei Steuerstangen wirken, welche jeweils separat auf verschiedene Ansprüche justiert sin: Da wegelventil kann sowohl in einem, wie auch in zwei Gehäusen un-tergebracht sein, je nachdem wie es für den Gewicht ausgleich des Gesamtsystemsopportun erscheint. Dabei werden die Gehäuse so angeordnet, daß die Steuerstangenachsen einander gegenüber und paralell zur Radachse liegen, damit durch die Fliehkraft weder Unwucht entsteht, noch die Druckregelung ver= fälscht werden kann.
Zwischen Vorratsbehälter und Regelventil wird ein Absperrhahn eingefügt, damit das Regelsystem für den Fall, daß ein anderer Druck kurzzeitig erforderlich ist, abgeschaltet werden kann, ohne daß die Justierung auf den vorgegebenen, optimalen Druck verändert werden muß.
In das System kann noch ein Luftfilter und/oder Lufttrockner eingefügt werden.
Durch die automatische Regulierung des Reifendrucks werden Schäden an Mensch und Material durch Unfall risiken, die wegen unzulässigen Reifendruck verusacht werden, vermieden. Weiterhin wird durch den optimalen Reifendruck der Reifenverschleiß minimiert und Kraftstoff gespart. Das wartungsfreie System schaltet Kosten und Risiken durch menschliches Versagen weitgehenst aus. Die Luftdruckregulierung des Reifens mildert extreme Druckabfälle durch Beschädungen des Reifens (Nägel, Scherben usw,) und vermindert die dadurch bedingten Unfälle. Ebenso wirkt das Regelsystem wie eine Pannenhilfe, da durch den ständigen Luftdruckausgleich, auch mit einem schadhaften Reifen, noch die nächste Reparaturstätte angefahren werden kann. Die Unabhängigkeit von den Kfz.-Servis-Stationen gewährleistet eine ständige iruckluftregulierung unterwegs und während der Fahrt, auch bei laufend veränderten äußeren Bedingungen.
Der volkswirtschaftliche Nutzen in einem derart vcrkehrsintensiven Land wie die BRD, dürfte bei Addition der erwähnten Vorteile erheblich sein. Wobei Sicherheit, auch ohne quantifizierbare Daten, an sich schon ein Wert darstellt.
Anhand von Zeichnungen erfolgt nun die nähere Beschreibung der Funktion, des Aufbaues und der Anordnung der Einrichtung.
Dabei zeigt rein schematisch dargestellt die Fig. 1 die Pumpe als zentrifug l angetriebene Alternative, sowie den Querschnitt der als Vorratsbehälter ausgebildeten Felge und die Fig. 2 das Regelventil als Ausführung mit einem einzigen Ge= "a use .
Im Ausführungsbeisriel nach Fig.1 wird die Hohlfelge 1 aus den gasdicht verscElweiSten Stahlpressteilen 1a, Ib und 1c ge= bildet. Im Raum zwischen der Radnabe 2 und der Rohlfelgenkam= mer 3, dem Luftspeicher, sitzt die Druckluftpumpe 4, die in diesem Beispiel durch Zentrifugalkraft und Gravitation ange= trieben wird,indem sich der Kolben 5 in dem an der Felge 1 be= festigten Gehäuse 6 in Richtung des Pfeiles B bewegt,wenn sich die Pumpe 4 wie gezeichnet über der Nabe 2 befindet, und in Richtung A fällt, wenn die Pumpe durch die Raddrehung in Bodennähe unter die Nabe gewandert ist. Das durch die Rad= drehung hervorgerufene Hin- und Hergleiten des Kolbens 5 wird wie folgt zum Pumpen ausgenutzt: Das Gehäuse 6 ist durch eine astische Membrane 7, die fest mit dem Kolben 5 verbunden ist, n zwei Kammern 8 und @ geteilt. Die Kammer ist durch eine Leitung 10 entweder direkt mit einem Rückschlagventil und einem Luftfilter zur Atmosphäre hin oder zu einer baugleichen Pumpe, die zur Vordruckerzeugung dient, verbunden. Die Luft strömt wenn sich der Kolben 5 in Richtung B bewegt durch Rückschlagventil 11, das sich im Kolben 5 befindet, in die Kammer 9 . Bewegt sich dann der Kolben wieder in Richtung A, so wird die Luft aus der Kammer 9 durch das Rückschlagventil 12 in den Speicherraum 3 gepresst, während sich gleichzeitig die Kammer 8 mit atmosphärischer oder vorkomprimierter Luft auffüllt.
Der Förderdruck ist von der Höchstgeschwindigkeit des Kraft fahrzeuges und vom Eigengewicht des Kolbens 5 abhängig, die Auslegung sollte jedoch so gewählt werden, daß bei Uberschreitung von z.B. 60 km/h der Kolben 5 ständig in Stellung A verbleibt, die Luftförderung alsoeingestellt wird.
Zwei Werden oder mehr Pumpen in Reihe geschaltet, erhöht sich der Förderdruck entsprechend. Für das Auswuchten der Räder ist eine paarige Anordnung der Pumpen, jeweils gegenüberliegend, besonders vorteilhaft.
Eine andere, naheliegende Alternative zur Drucklufterzeugung ist z.B. die Anordnung einer oder mehrer Exzenterpumpen in der Radnabe des betreffenden Kfz-Rades.
Weitere Möglichkeiten zur Druckluftgewinnung ergeben sich aus anderen Anordnungen der Pumpen, z.B. wenn die Pumpe 4 tangen= tial im Rad angebracht wird, so können die Kräfte ausgenutzt werden, die durch Geschwindigkeitswechsel auftreten.
In Fig. 2 wird das Regelventil als Ausführungsbeispiel mit einer einzigen an der Felge 1 befestigten Meßkammer 20 darge= stellt. Die Meßkammer 20 ist durch die beiden Membranen 21 und 22, die auf die Steuerstangen 23 und 24 wirken, begrenzt und durch den Kanal 26 durch die Vorratskammer 3 hindurch mit der Reifenkammer 25 verbunden. Die Steuerstangen 23 und 24 sind mit Druckfedern 27 und 28 und Einstellmuttern 29 und 30, sowie mit Einstellskalen 31 und 32 versehen, wodurch man die gewünschten Ansprechdrücke leicht einstellen kann. Die Steuerstangen werden in Gehäuseteilen 33 und 34 geführt. Die Gehäuse= teile werden von der Meßkammer 20 getragen, das ganze System wird von einer Staubkappe 35 geschützt.
Sinkt nun z.B. der Luftdruck im Reifen, so werden dadurch beide Membranen zur Mitte der Meßkammer 20 hinstreben. Dabei wird durch die Steuerstange 24 das Ventil 36, das über ein nicht gezeichnetes Absperrve@@il an die Vorratskammer 3 ange= schlossen ist, betätigt und geöffnet: Es strömt dadurch Luft in die Meßkammer und in den Reifenraum 25. Das geschieht so= lange wie der Druck in der Meßkammer 20 und im Reifen 25 so niedrig ist, daß die Federkraft der Feder 28 über die Steuerstange 24 das Ventil 36 offen hält.
Sollte der Reifendruck höher werden als vorgesehen, so werden dic Membranen nach außen gedrückt. Dabei betätigt die Steuer= stange 23 das Ventil 37: Die überschüssige Luft entweicht so= länge bis der voreingestellte Druck erreicht ist.
Unabhängig von der Anordnung des Regelventils, ob in oder an der Reserveluftkammer 3, ob in einem oder zwei Gehäusen, die Einbaulage der Steuerstangen, der Membranen und der Ventile muß wie gezeichnet eingehalten werden, damit die Zentrifugal kräfte keinen Linflu13 auf die Druckregelung nehmen können.

Claims

Ansprüche 1.) Kraftfahrzeugrad mit einer automatischen Einrichtung zur Aufrechterhaltung eines konstanten, vorbestimmten Reifen= luftdruckes, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung selbsttätig und selbstregulierend ist.
Kraftfahrzeugrad nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung aus einer oder mehreren Druckluft= pumpen (4), mindestens einem Regelventil und einem Reser= veluftbehälter (3) besteht.
n. Kfz-Rad nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Pumpe (4) durch die Zentrifugalkräfte aus der llad= umdrehung und/oder durch Geschwindigkeitswechsel, sowie durch Gravitation selbsttätig in Betrieb gesetzt wird.
4. Kfz-Rad nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Pumpe (4) als Lxzenterpumpe ausgebildet ist, die durch die Radumdrehung betrieben wird.
5. Kfz-Rad nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Pumpen (4)paarig, zwecks Drucksteigerung, und gegen= überliegend, zwecks Gewichtsausgleichs, angeordnet sind.
6. Kfz-iiad nach Anspruch 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Vorratsluftbehälter (3) als Ringkammer in die Felge (1) integriert ist.
7. Kfz-Rad nach Anspruch 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Regelventil einen Über- oder Unterdruck im Reifen (25) selbsttätig auf einen vorbestimmten Wert korrigiert.
8. E z-Rad nach Anspruch 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Regelventil in einem einzigen Gehäuse sich mittels zweier Membranen (21,22) und zweier Steuerstangen (23,24), die separat auf zwei verschiedene Ansprechdrücke ajustiert sind, selbst steuert.
9. Kfz-Rad nach Anspruch 1 bis 8, dadurch ge.ennzeichnet, daß das Regelventil in zwei getrennten, gegenüberliegenden Ge= häusen untergebracht ist.
10. Kfz-Rad nach Anspruch 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerstangenachsen paralell zur Radachse liegen.
11. Kfz-Rad nach Anspruch 1 bis lo, dadurch gekennzeichnet, daß das Regelsystem durch einen Absperrhahn ausgeschaltet wird 12. fz-Rad nach Anspruch 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß das Regelsystem einen Luftfilter und/oder einen Luft trockner enthält.