DE2918481C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Luftversorgungsanlage für die Bereifung von insbesondere schweren Kraftfahrzeugen mit Merkmalen der im Oberbegriff des Anspruchs 1 angegebenen Art.

Eine solche Luftversorgungsanlage ist aus der DE-AS 12 28 526 bekannt. Dabei ist mittels einer mechanisch und teilemäßig äußerst aufwendigen Vorrichtung der Reifendruck durch Ernied­ rigung oder Erhöhung auf einen bestimmten Wert einstellbar und zwar für die Reifen je Fahrzeugachse gleich. Für jede Fahrzeugachse ist ein Luftversorgungs-Regelventil vorgese­ hen, von denen jedes speiseseitig über eine Leitung mit ei­ ner Drucklufterzeugungs- und bereitstellungseinrichtung und steuerungsseitig über eine stationäre Zuleitung, ein nicht näher erläutertes Überleitorgan vom Achs- zum Radkörper so­ wie eine radkörperseitige Leitung mit einem Reifenluftraum verbunden ist. Die Einflußnahme auf die beiden Luftversorgungs- Regelventile erfolgt über fünf Druckdosen, die untereinander über ein kompliziertes Hebelwerk verbunden sind. Zwei der Druckdosen sind jeweils mit den Luftfederbälgen der Hinter­ achse und Vorderachse verbunden und erhalten somit ständig den Beladungs- bzw. Belastungsgrad des Fahrzeugs übermit­ telt. Diese beiden Druckdosen wirken über je einen Hebelme­ chanismus und eine gemeinsame Druckstange mit der Membrane einer dritten Druckdose zusammen, die fortlaufend über eine Staudruckeinrichtung den der Fahrgeschwindigkeit proportio­ nalen Staudruck zugeführt erhält. Diese beiden besagten He­ belmechanismen wirken über je eine Druckstange und zwei wei­ tere Hebelmechanismen auf je eine weitere Druckdose und eine Regelstange auf ein Regelorgan innerhalb jedes Luftversor­ gungs-Regelventiles ein. Somit ist es mit dieser Einrichtung möglich, in Abhängigkeit von zwei fortlaufend erfaßten und übertragenen Betriebsfaktoren, nämlich dem Belastungsgrad und der Fahrgeschwindigkeit, die Druckluftzuführung bzw. -entnahme zum bzw. aus dem angeschlossenen Reifenluftraum im Sinn der wertmäßigen Änderung dieser Betriebsfaktoren zu steuern. Diese bekannte Einrichtung wäre in der Praxis an einem Fahrzeug wohl kaum realisierbar. Sie wäre für den an­ gestrebten Zweck wegen der vielen mechanischen Einzelteile, die auch entsprechend viel Lager- und Befestigungsstellen erfordern, viel zu aufwendig. Außerdem erscheint es frag­ lich, ob der bekannte Mechanismus auch unter den erschwer­ ten Bedingungen des Fahrbetriebes zuverlässig wirksam sein könnte. Außerdem ist die Wirkung dieser bekannten Einrich­ tung immer die gleiche, d. h. sie ist auf einen bestimmten Maximal- und Minimalreifendruck abgestellt. Letzteres hat zur Folge, daß am Fahrzeug nur hierauf abgestimmte Reifenty­ pen verwendet werden können. Reifen, die ein anderes Druck­ minimum sowie belastungs- und geschwindigkeitsabhängig ande­ re Füllungen und Drücke erfordern, können mithin an einem mit dieser Einrichtung ausgestatteten Fahrzeug nicht verwen­ det werden. Eine solche Einschränkung ist einem Fahrzeugkäufer bzw. -besitzer nicht zumutbar.

Des weiteren sei die Reifendruck-Regeleinrichtung nach der DE-OS 19 07 082 erwähnt. Diese funktioniert jedoch nicht au­ tomatisch, sondern nur auf entsprechendes Tätigwerden des Fahrers des Fahrzeugs hin. Hierzu ist ein Betätigungsventil vorgesehen, das drei Stellungen einnehmen kann, nämlich eine Druckerhöhungsstellung, in der Füllung und Druck in den Rädern erhöht werden, eine Druckerniedrigungsstellung, in der Füllung und Druck in den Rädern reduziert werden, und eine da­ zwischenliegende Normalstellung. In die besagte jeweilige Arbeitsstellung muß das Betätigungsventil durch einen Hand­ hebel vom Fahrer gebracht werden. Das heißt, die Befehlsge­ walt über das Betätigungsventil liegt ausschließlich beim Fahrer. Letzterer müßte praktisch immer die Zustände wie Temperatur, Straßenverhältnisse, Belastung, Geschwindigkeit und dergleichen feststellen und danach durch Betätigung des Ventils den Reifendruck anpassen. Dies erscheint unzumutbar und wohl in der Praxis auch kaum richtig durchführbar.

Der Vollständigkeit halber sei noch auf die DE-OS 19 38 202 und die DD-PS 75 038 verwiesen, aus denen spezielle Konstruk­ tionen für die Luftführungsschnittstelle zwischen Achskörper und dem gegenüber rotierenden Radkörper bekannt sind.

Demgegenüber liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Luftversorgungsanlage der eingangs genannten Art so zu ver­ bessern, daß sie praxisgerecht mit einfachen Bauteilen rea­ lisierbar ist und außerdem am Fahrzeug die Verwendung unter­ schiedlicher Reifentypen sowie dementsprechend unterschied­ liche, den belastungs- bzw. beladungs- und geschwindigkeits­ abhängigen Füllungs- und Druckerfordernissen typmäßig ange­ paßte Reifendruckregelung ermöglicht.

Diese Aufgabe ist bei einer Luftversorgungsanlage der ein­ gangs definierten Art erfindungsgemäß durch die im Kennzei­ chen des Anspruchs 1 angegebenen Mittel gelöst.

Die direkte Anbringung jedes Luftversorgungs-Regelventils am Achskörper erübrigt andernorts am Fahrzeug notwendige Hal­ terungen und erlaubt kürzeste Leitungsverbindungen zwischen den Reifenlufträumen und der Druckluftbereitstellungsanlage.

Durch das weitere erfindungsgemäße Merkmal, nämlich daß je­ des Luftversorgungs-Regelventil hinsichtlich seiner Steuer­ funktion durch Einstecken einer den an der Achse angebrach­ ten Reifen typmäßig zugehörigen Steuerungsplatte veränder­ bar ist, in der Weise, daß die Druckluftzuführung bzw. -ent­ nahme zum bzw. aus dem Reifenluftraum einem auf der Steuerungs­ platte gegebenen Fülldiagramm folgend auf der Basis erkann­ ter Betriebsfaktor-Änderungen gesteuert wird, ist es möglich, am Fahrzeug jeden geeigneten Reifentyp anzubringen. Bei Ver­ wendung typmäßig anderer als bisher benutzter Reifen ist le­ diglich die typmäßig zugeordnete Steuerungsplatte im Luft­ versorgungs-Regelventil auszutauschen, um anlagenmäßig eine dementsprechend angepaßte Füllungssteuerung zu bekommen.

Mit den weiteren erfindungsgemäßen Merkmalen, nämlich daß jedes Luftversorgungs-Regelventil über eine stationäre Zu­ leitung mit einer Luft-Ringkammer verbunden ist, die je Rad als eigenständige Baugruppe zwischen Achskörper und dem um­ laufenden Radkörper angeordnet ist, wobei ein erster Teil dieser Baugruppe mit dem Achskörper und ein zweiter Teil mit dem umlaufenden Radkörper verbunden ist, ergibt sich eine konstruktiv und fertigungstechnisch einfache, aber auch sehr wartungsfreundliche Luftführungsschnittstelle (Überleitorgan) zwischen Achse und Rad.

Durch das weitere erfindungsgemäße Merkmal, nämlich daß jede Luft-Ringkammer über eine Ableitung mit einem Sicherheitsven­ til verbunden ist, an das eine zum zugehörigen Reifenluft­ raum führende Anschlußleitung angeschlossen ist und das ein Absinken des Reifenluftdruckes unter ein eingestelltes Mini­ mum durch selbsttätige Absperrung verhindert, ansonsten je­ doch auf Durchlaß geschaltet ist, wird ein hoher Sicher­ heitsstandard gewährleistet. Ein Undichtwerden oder Bruch einer Leitungsverbindung können somit nicht zu einem ungewoll­ ten Entleeren eines Reifenluftraumes und Absinken des Druc­ kes unter ein Minimum führen. Das Fahrzeug bleibt fahrsi­ cher. Außerdem ist dieses Druckminimum dem Reifentyp ent­ sprechend einstellbar.

Vorteilhafte Ausgestaltungen und Einzelheiten dieser erfin­ dungsgemäßen Lösung sind in den Unteransprüchen gekennzeich­ net.

Nachstehend ist die Erfindung anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels noch näher erläutert. In der Zeichnung zeigt

Fig. 1 schematisiert die Luftversorgungsanlage eines Kraftfahrzeuges,

Fig. 2 einen Ausschnitt einer Fahrzeugachse mit den ange­ bauten Hauptteilen der Luftversorgungsanlage im Längsschnitt,

Fig. 3 ein Sicherheitsventil als Teil der Luftversorgungsanlage,

Fig. 4 eine Luft-Ringkammer als Teil der Luftversorgungs­ anlage, und

Fig. 5 ein Reifendruck-Fülldiagramm.

Gemäß Fig. 1 ist an jedem Achskörper 26 des Kraftfahrzeugs ein Luftversorgungs-Regelventil 1 angebracht, in welchem - etwa analog einem Bremskraftregler - der für den (z. B. durch Messung der Federhöhe h festgestellte) Beladungsgrad, die Fahrgeschwindigkeit und gegebenenfalls die Temperatur des Reifens, aber auch der durch die Erschütterung festge­ stellte Straßenzustand richtige Reifenluftdruck festgestellt und eingestellt wird. Alle Luftversorgungs-Regelventile 1 des Fahrzeugs sind über eine Luftversorgungsleitung 12 mit einer zentralen Drucklufterzeugungs- und bereitstellungseinrich­ tung 27 sowie über eine stationäre Zuleitung 2 mit je einer zwischen Achskörper 26 und einem dem gegenüber umlaufenden Radkörper 28 angeordneten Luft-Ringkammer 3, die vorzugswei­ se schleifende Dichtungen aufweist, sowie über eine Ablei­ tung 4 mit einem Sicherheitsventil 5; 5 a sowie über hiervon abgehende Anschlußleitungen 31; 31 a mit dem zugehörigen Reifen-Luftraum 29; 29 a verbunden.

An die Luftversorgungsleitung 12 sind ein vom Fahrer von Hand betätigbares Löseventil 6 sowie eine Warneinrichtung 7 angeschlossen. Das Löseventil 6 ermöglicht ein Absenken des Reifenluftdrucks auf einen aus Sicherheitsgründen erforder­ lichen Mindestwert, während die Warneinrichtung 7 anzeigt, wenn zum schnellen Erreichen des als richtig bestimmten Luftdrucks eine volle Öffnung eines Luftversorgungs-Regelven­ tils 1 nötig ist, was beispielsweise bei einem Reifendefekt der Fall wäre.

In Fig. 2 sind das an einem Achskörper 26 angebrachte Luftversorgungs-Regelventil 1 und die stationären Zuleitun­ gen 2, 25 a, die zwischen Achskörper 26 und umlaufendem Rad­ körper 28 angeordnete Luft-Ringkammer 3 sowie die am umlau­ fenden Radkörper 28 angebrachte Ableitung 4 und das Sicher­ heitsventil 5; 5 a die Reifen-Lufträume 29; 29 a und die An­ schlußleitungen 31; 31 a deutlicher zu sehen.

Fig. 3 zeigt ein Sicherheitsventil 5; 5 a im Schnitt. Dieses ist in nicht dargestellter Weise an die Ableitung 4 ange­ schlossen und weist zwischen einem herkömmlichen Reifenfüll­ ventil 30 und dem Anschluß für die Ableitung 4 einerseits und dem Anschluß der zum zugehörigen Reifenluftraum 29; 29 a führenden Anschlußleitung 31; 31 a andererseits einen Raum mit einer Durchgangsöffnung 11 auf, die mit einem Ventilkör­ per 10 zusammenwirkt. Dieser Ventilkörper 10 ist an einem Kolben 9 ausgebildet, der rückseitig von einer durch einen Gewindestopfen 13 auf eine bestimmte Schließkraft vorge­ spannte Feder 8 in Schließrichtung belastet ist. Ein die Fe­ der 8 aufnehmender Rückraum ist durch eine Entlüftungsöff­ nung 14 im Gewindestopfen 13 nach außen entlastbar.

Die Vorspannung der Feder 8 ist derart bemessen, daß das Sicherheitsventil 5; 5 a schließt, wenn der Luftdruck in der Ableitung 4 unter einen bekannten, aus Sicherheitsgründen notwendigen Mindestdruck sinkt. Oberhalb dieses Mindest­ drucks ist ein freies, selbsttätig gesteuertes Entlüften und Befüllen des angeschlossenen Reifenluftraumes 29; 29 a mög­ lich. Eine überlange Dichtung 15 erlaubt den Anbau der Ab­ leitung 4 rund um 360°, so daß eine beliebige Einbaurichtung des Sicherheitsventiles 5; 5 a möglich ist. Eine Gegenmutter 16 dient dann zur Sicherung der jeweiligen Einbaustellung.

Gemäß Fig. 4 wird eine Luft-Ringkammer 3 von einem aus zwei Teilen zusammengesetzten, radial einseitig offenen felgen­ förmigen Ringkörper 17 mit U-förmigem Querschnitt und einem einseitig offenen ringförmigen Dichtungskörper gebildet. An die Seitenwände des Ringkörpers 17 werden gegebenenfalls ge­ schmierte Dichtungslappen 21 aus nachgiebigem Werkstoff in schleifendem Kontakt durch den Innendruck der Luft-Ringkam­ mer 3 angepreßt. Diese Dichtungslappen 21 sind Teil des Dichtungskörpers, in den ein metallischer Ring 19 eingelegt ist. Dieser so aufgebaute Dichtungskörper ist über den me­ tallischen Ring 19 durch Preßsitz oder mittels eines Mitneh­ mers 20 mit dem umlaufenden Radkörper 28 verbunden. Eine Durchgangsöffnung 24 im Dichtungskörper stellt die Verbin­ dung zwischen der Luft-Ringkammer 3 und der Ableitung 4 her. Eine vom Kammerdruck getrennte Verbindung 22 verhindert eine Belüftung eines eventuell benachbarten Getrieberaumes.

Der felgenförmige Ringkörper 17 ist durch Preßsitz oder mit­ tels eines weiteren Mitnehmers 18 mit dem Achskörper 26 ver­ bunden, und zwar über einen auf den Achskörper 26 aufgesetz­ ten Druckring 25. Eine Öffnung 23 im Boden des felgenförmi­ gen Ringkörpers 17 stellt die Verbindung zwischen Luft- Ringkammer 3 und Zuleitung 25 a her, die im Druckring 25 als Kanal ausgebildet und an die Zuleitung 2 angeschlossen ist.

Anstelle der vorgenannten Anordnung ist es auch möglich, daß der Ringkörper 17 am umlaufenden Radkörper (28), der Dich­ tungskörper dagegen am Achskörper 26 eingebaut und betrieben werden.

Fig. 5 veranschaulicht in einem Fülldiagramm den Reifen­ druck, wie er, angefangen von der Montage über die Lagerung als Reserverad bis zum Fahrbetrieb, unter verschiedenen Achs­ lasten eingestellt wird; außerdem ist der aus Sicherheits­ gründen erforderliche Mindestdruck eingezeichnet. Zur Ver­ wirklichung des Fülldiagramms wird eine zum jeweils verwen­ deten Reifen gehörende Steuerungsplatte verwendet, die in das Luftversorgungs-Regelventil 1 einsteckbar ist. Diese Steuerungsplatte teilt dem Luftversorgungs-Regelventil 1 auch den von der Reifenkonstruktion des jeweils verwendeten Reifens abhängigen Winkel α mit, durch den der Zusammenhang zwischen dem Luftdruck und der Achslast festliegt.

Claims (9)

1. Luftversorgungsanlage für die Bereifung von insbesondere schweren Kraftfahrzeugen wie Lastkraftwagen, Omnibussen und dergleichen, bei der mittels einer Vorrichtung der Reifendruck durch Erniedrigung oder Erhöhung auf einen bestimmten Wert einstellbar ist und die für jede Fahrzeug­ achse ein Luftversorgungs-Regelventil aufweist, von de­ nen jedes

• a) speiseseitig über eine Luftversorgungsleitung mit ei­ ner Drucklufterzeugungs- und -bereitstellungseinrich­ tung und steuerungsseitig über eine stationäre Zulei­ tung, ein Überleitorgan vom Achs- zum Radkörper sowie eine radkörperseitige Ableitung mit einem Reifenluft­ raum verbunden ist, und
• b) in Abhängigkeit von mehreren fortlaufend erfaßten und übertragenen Betriebsfaktoren, nämlich wenigstens dem Belastungsgrad und der Fahrgeschwindigkeit, die Druck­ luftzuführung bzw. -entnahme zum bzw. aus dem ange­ schlossenen Reifenluftraum abhängig von der Änderung dieser Betriebsfaktoren steuert,

dadurch gekennzeichnet, daß jedes Luftversorgungs-Regel­ ventil (1)

• - direkt am Achskörper (26) der zugehörigen Fahrzeugach­ se angebracht ist,
• - hinsichtlich seiner Steuerfunktion durch Einstecken einer den an der Achse angebrachten Reifen typmäßig zugehörigen Steuerungsplatte in der Weise änderbar ist, daß die Druckluftzuführung bzw. -entnahme zum bzw. aus dem Reifenluftraum (29, 29 a) einem auf der Steuerungsplatte gegebenen Fülldiagramm folgend auf der Basis erkannter Betriebsfaktor-Änderungen gesteu­ ert wird,
• - über die stationäre Zuleitung (2, 25 a) mit dem Luft­ übertragungsorgan, das als eine Luft-Ringkammer (3) ausgebildet ist, verbunden ist, die je Rad als eigen­ ständige Baugruppe zwischen Achskörper (26) und dem umlaufenden Radkörper (28) angeordnet ist, wobei diese Baugruppe einen ruhenden und einen umlaufenden Teil aufweist und dabei ein Teil mit dem Achskörper (26) und der andere Teil mit dem umlaufenden Radkörper (28) verbun­ den ist, und
• - daß jede Luft-Ringkammer (3) über die radkörper­ seitige Ableitung (4) mit einem Sicherheitsventil (5; 5 a) verbunden ist, an das eine zum zugehörigen Reifen­ luftraum (29; 29 a) führende Anschlußleitung (31; 31 a) angeschlossen ist und das ein Absinken des Reifendruc­ kes unter ein eingestelltes Minimum durch selbsttätige Absperrung verhindert, ansonsten jedoch auf Durchlaß geschaltet ist.

2. Luftversorgungsanlage nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der eine Teil der Luft-Ringkammer (3) ein einseitig offener Ringkörper (17) mit U-förmigem Quer­ schnitt und der andere Teil ein einseitig offener ringför­ miger Dichtungskörper mit schleifenden und gegebenenfalls geschmierten Dichtungen ist, daß die Luft-Ringkammer (3) zwischen deren ruhenden und umlaufenden Teilen begrenzt ist, wobei der Ringkörper (17) am Achskörper (25, 26) und der Dichtungskörper am umlaufenden Radkörper (28) be­ festigt ist und daß der Ringkörper (17) und der Dich­ tungskörper zu der jeweiligen Befestigungsebene hin je­ weils einen Druckluftdurchlaß aufweisen.

3. Luftversorgungsanlage nach Anspruch 2, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der einseitig offene, felgenförmige Ring­ körper (17) einen U-förmigen Querschnitt hat und aus zwei, sich bodenseitig überlappenden Ringteilen mit L-för­ migem Querschnitt zusammengesetzt ist, und daß der ein­ seitig offene ringförmige Dichtungskörper aus durch metallische Ein­ lagen verstärktem, nachgiebigem Werkstoff begrenzt ist, der mit Dichtungslappen (21) durch den Kammerinnendruck an die Seitenwände des felgenförmigen Ringkörpers (17) ange­ preßt ist.

4. Luftversorgungsanlage nach Anspruch 3, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der die Dichtungslappen (21) tragende ring­ förmige Dichtungskörper aus nachgiebigem Werkstoff über einen eingelegten metallischen Ring (19, 20) fest durch Preßsitz oder mittels eines Mitnehmers, mit dem umlaufen­ den Radkörper (28) verbunden ist und der Druckluftdurch­ laß in diesem Dichtungskörper als eine bodenseitig aus­ mündende Durchgangsöffnung (24) ausgeführt ist, die die Verbindung zwischen Luft-Ringkammer (3) und Ableitung (4) herstellt, während der felgenförmige Ringkörper (17) fest durch Preßsitz oder mittels eines weiteren Mitnehmers (18) auf ei­ nem Druckring (25) sitzt, der mit dem Achskörper (26) verbunden ist, wobei der Druckluftdurchlaß in dem felgen­ förmigen Ringkörper (17) als eine bodenseitige Öffnung (23) ausgeführt ist, die die Verbindung zwischen Luft-Ringkam­ mer (3) und deren Zuleitung (25 a) herstellt, die als Kanal im Druckring (25) ausgebildet ist und die mit der statio­ nären Zuleitung (2) in Verbindung steht.

5. Luftversorgungsanlage nach Anspruch 3, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der die Dichtungslappen (21) tragende ring­ förmige Dichtungskörper aus nachgiebigem Werkstoff über einen eingelegten metallischen Ring (19, 20) fest durch Preßsitz oder mittels eines Mitnehmers mit dem Achskörper (26) verbunden ist und der Druckluftdurchlaß in diesem Dich­ tungskörper als eine bodenseitig ausmündende Durchgangs­ öffnung (24) ausgeführt ist, die die Verbindung zwischen Luft-Ringkammer (3) und der Zuleitung (25 a) herstellt, die mit der stationären Zuleitung (2) in Verbindung steht, während der felgenförmige Ringkörper (17) fest durch Preßsitz oder mittels eines weiteren Mitnehmers (18) auf einem Druckring (25) sitzt, der mit dem umlaufenden Radkörper (28) verbunden ist, wobei der Druckluftdurchlaß in dem felgenförmigen Ringkörper (17) als eine bodensei­ tige Öffnung (23) ausgebildet ist, die die Verbindung zwischen Luft-Ringkammer (3) und Ableitung (4) herstellt.

6. Luftversorgungsanlage nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß das Sicherheitsventil (5; 5 a) zwischen ei­ nem herkömmlichen Reifenfüllventil (30) und der ange­ schlossenen Ableitung (4) einen Raum bildet und einen hiervon über eine Durchgangsöffnung (11) abzweigenden weiteren Raum aufweist, an den die Anschlußleitung (31; 31 a) angeschlossen ist, und daß die Durchgangsöffnung (11) als Ventilsitz mit einem Ventilkörper (10) zusammenwirkt, der an einem Kolben (9) ausgebildet ist, welcher rückseitig von einer auf den gewünschten Minimaldruck vorgespannten Feder (8) in Schließrichtung belastet ist, welche Feder (8) in einem über eine Entlüftungsöffnung (14) mit der Atmo­ sphäre verbundenen Rückraum angeordnet ist.

7. Luftversorgungsanlage nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß an die Luftversorgungsleitung (12) ein von Hand betätigbares, zum Absenken des Reifenluft­ druckes auf einen aus Sicherheitsgründen erforderlichen Mindestwert dienendes Löseventil (6) angeschlossen ist.

8. Luftversorgungsanlage nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß an die Luftversorgungsleitung (12) eine Warneinrichtung (7) angeschlossen ist, die anzeigt, wenn zum schnellen Erreichen des als richtig bestimmten Luftdrucks eine volle Öffnung eines Luftversorgungs- Regelventiles (1) nötig ist.