DE2929894A1

DE2929894A1 - Einrichtung zur regelung des luftdrucks von fahrzeugreifen, insbesondere fuer nutzfahrzeuge

Info

Publication number: DE2929894A1
Application number: DE19792929894
Authority: DE
Inventors: Wolfgang Brueker; Friedrich Kodweiss; Manfred Maass
Original assignee: Daimler Benz AG
Current assignee: Daimler Benz AG
Priority date: 1979-07-24
Filing date: 1979-07-24
Publication date: 1981-02-05
Also published as: DE2929894C2

Description

Einrichtung zur Regelung des Luftdrucks von
Fahrzeugreifen, insbesondere fUr Nutzfahrzeuge Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zur Regelung des Luftdrucks von Fahrzeugreifen, insbesondere für Nutzfahrzeuge, der im Oberbegriff des Anspruchs 1 definierten Art.
Derartige Regeleinrichtungen sind vornehmlich für Lastkraftwagen vorgesehen, bei welchen aufgrund ihrer Einsatzbedingungen der Reifendruck jederzeit, und vorzugsweise auch während der Fahrt, in angemessen kurzer Zeit den jeweiligen Gelonde- bzw. Straßenverhältnissen angepaßt werden muß.
Es ist bereits eine Reifendruckregelanlage der eingangs genannten Gattung bekannt, bei welcher das Reifendruck-Steuerventil als modifiziertes Schieberventil ausgebildet ist, dessen Steuerkanal im Ventilinnern mit einem Arbeitsanschluß des Ventils verbunden ist. An diesem Arbeitsanschluß ist die Reifendruck-Steuerleitung angeschlossen, die andererseits mit dem Ausgang eines magnetbetätigten 5/3 Wegeventils verbunden ist. Mit weiteren Arbeitsanschlüssen des 5/3 Wegeventils sind die Druckluftquelle und das als Druckbegrenzungsventil ausgebildete Entiüftungsventil verbunden. Die beiden anderen gesteuerten Anschlüsse sind Entlüftungsausgänge. Die Anordnung des 5/3 Wegeventils ist dabei so getroffen, daß die Reifendruck-Steuerleitung in der einen Arbeitsstellung des 5/3 Wegeventils mit der Druckluftquelle und in der anderen Arbeitsstellung mit dem Druckbegrenzungsventil verbunden ist. Ein an der Reifendruck-Steuerleitung angeschlossenes, magnetbetötigtes 2/2 Wegeventil dient zur Entlüftung der Reifendruck-Steuerleitung. Eine Steuerelektronik und ein Pulsgenerator sorgen dafür, daß c:as 5/3 Wegeventil zum Reifenbelüften und Reifenentlüften alternierend aus der Ruhestellung in die jeweils zugeordnete Arbeitsstellung überführt wird. Bei Erreichen des gewünschten Sollwerts des Reifendrucks gibt die Steuerelektronik an das 2/2 Wegeventil einen Impuls ab, wodurch dieses in seine Arbeitsstellung gelangt und die Reifendruck-Steuerleitung mit der Atmosphäre verbindet.
Damit wird die Reifendruck-Steuerleitung drucklos und der Be- bzw. Entluftungsvorgang des oder der Reifen wird abgebrochen. Das Steuerventil wird beim Be- bzw. Entiüftungsvorgang durch einen Druckimpuls in der Reifendruck-Steuerleitung entgegen der Kraft einer Schließfeder geöffnet.
Beim Belüftungsvorgang wird das Steuerventil durch den erzeugten Luftdruck in der Reifendruck-Steuerleitung automatisch offengehalten, da der Steuerkolben Uber den Steuerkanal mit der Reifendruck-Steuerleitung in Verbindung steht und unmittelbar von dem Luftdruck in derReifendruck-Steuerleitung beaufschlagt wird. Die Entlüftung des oder der Reifen erfolgt über das Druckbegrenzungsventil. Dieses Druckbegrenzungsventil ist so ausgelegt, daß während des gesamten Entiüftungsvorgangs in der Reifendruck-Steuerl ei tung ein Restdruck verbleibt, der ausreicht, die Kraft der Schließfeder des Steuerventils zu Uberwinden und dieses damit offenzuhalten. Das Schließen des Steuerventils erfolgt durch Ansteuerung des 2/2 Wegeventils, das damit in seine Arbeitsstellung übergeht und die Reifendruck-Steuerleitung mit der Atmospähre verbindet. Mit Druckloswerden der Reifendruck-Steuerleitung wird das Steuerventil von der Schließfeder geschlossen.
Es hat sich gezeigt, daß die bekannte Reifendruckregelanlage sehr störanfällig ist, wenn im Luftdrucksystem größere Schmutzpartikel auftreten, wie sie häufig durch sich lösende Ablagerungen in den Reifen entstehen. Diese Schmutzpartikel können sich nicht nur an den den Arbeitskanal abdichtenden Dichtungen des als Schiebeventil ausgebildeten Steuerventils ablagern, sondern auch in den Steuerkanal gelangen und sich hier am Steuerkolben bzw. an dessen Dichtung absetzen. In beiden Fällen ist eine gewisse Schwergungigkeit des Ventilschiebers die Folge, was insbesondere die Schließzeit des Ventils wesentlich erhöht und damit die Funktionsgenauigkeit der Reifendruckregelanlage empfindlich beeintröchtigt. Vor allem Ablagerung am Steuerkolben können nach 1längerem Einsatz zum Verklemmen des Ventilschiebers und damit zum totalen Ausfall des Steuerventils führen.
Weiterhin hat die bekannte Reifendruckregelanlage dan Nachteil, daß die zum Erhöhen und vor allem zum Absenken des Reifendrucks auf einen neu vorgegebenen Wert erforderliche Zeitspanne für die praktischen Bedürfnisse beim Einsatz eines Nutzfahrzeuges im Gelände noch zu lang ist. Dies rührt einerseits von der Verwendung eines 5/3 Wegeventils als Schaltventil her, das relativ träge ist und zudem noch ständig beim Be- bzw. En tlüftungsvorgang zwischen seiner Ruhe- und Arbeitsstellung alterniert und andererseits auch von der Verwendung eines Druckbegrenzungsventils als Entlüftungsventil Die Schnelligkeit des Entiüftungsvorgangs des Reifens wird nämiich auch bestimmt durch die Druckdifferenz im Reifeninnenraum und in der Reifendruck-Steuerleitung. Da beim EntlUften der Druck in der Reifendruck-Steuerleitung durch das Druckbegrenzungsventil auf einen bestimmten Minimaldruck begrenzt ist, wird die Entlüftung bei geringem Reifendruck wesentlich länger dauern, als z.B. bei maximalem Reifendruck. Bei Nutzfahrzeugen, wie beispielsweise Baufahrzeugen, die im Gelände ohnehin schon mit einem niedrigen Reifendruck arbeiten und dennoch in bestimmten, insbesondere sandigem Gelände steckenbleiben, wenn der Reifendruck nicht noch weiter erniedrigt wird, bedeutet dies, daß das Nutzfahrzeug bis zur Beendigung des Entiüftungsvorgangs stillgesetzt werden muß und sein Einsatz während dieser Zeit nicht möglich ist.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Einrichtung zur Regelung des Luftdrucks von Fahrzeugreifen, insbesondere fi1r Nutzfahrzeuge, der eingangs genannten Art zu schaffen, die störunempfindlich gegen Schmutzpartikel im Luftdrucksystem ist und zuverlässig und exakt selbst nach längerem Einsatz arbeitet und bei welcher die erforderliche Zeit fUr den Be- und vor allem Entluftungsvorgang der Reifen gegenüber vergleichbaren bekannten Regelungseinrichtungen verkürzt ist.
Diese Aufgabe ist bei einer Einrichtung zur Regelung des Luftdrucks von Fahrzeugreifen der im Oberbegriff des Anspruchs 1 definierten Gattung erfindungsgemäß durch die Merkmale im Kennzeichnungsteil des Anspruchs 1 gelöst.
Das erfindungsgemäße Sitzventil ist schmutzunempfindlich und hat wenig Verschleißteile. Da die Steuerung des Ventils über den Arbeitskanal selbst erfolgt, fehlt hier ein für Schmutzablagerungen prbdestinierter Sackraum, wie ihn der mit dem Arbeitsanschluß verbundene Steuerkanal des bekannten Steuerventils darstellt. Das Sitzventil hat im Gegensatz zu dem bekannten Steuerventil eine sehr kleine Ansprechzeit. Schon bei kleinem Hub der Ventilabdichtung ist der volle Ventilquerschnitt frei oder geschlossen. Damit kann der gewünschte Reifendruck sehr exakt eingestellt werden. In Verbindung mit dem erfindungsgemößen Überstromventil stellt das Sitzventil zudem eine schnelle Reifenentiüftung auch bei sehr niedrigen Druckwerten im Reifeninnenraum sicher. Das Überstrdmventil dient dem Offenhalten des Sitzventils wöhrend des Entrüftungsvorgangs und ist so eingestellt, daß der dynamische Druck oder die Strömgeschwindigkeit der Druckluft vor dem Sitzventil stets größer ist als hinter dem Sitzventil,also in der Reifendruck-Steuerleitung.
Vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung ergeben sich aus den Ansprüchen 2 - 5. Durch diese Maßnahmen ist das erfindungsgemäße Sitzventil besonders robust und kann technisch einfach und preiswert hergestellt werden.
Eine weitere vorteilhafte Ausführungsform der Erfindung enthält Anspruch 6.
Durch die zwischen Reifeninnenraum und Sitzventil eingeschaltete Blende wird die Einstellung des erfindungsgemäßen UberstromventTls wesentlich vereinfacht.
Eine besonders vorteilhafte Ausftihrungsform der Erfindung ergibt sich aus Anspruch 7. Durch den erfindungsgerntißen Aufbau des Schaltventils aus Relaisventilen weist dieses - im Gegensatz zu dem bekannten, relativ trägen Schaltventil - eine sehr kurze, dem schnellen Sitzventil angepaßte Ansprechzeit auf.
Weitere vorteilhafte Ausführungsformen der ErFindung ergeben sich aus den Ansprüchen 8 - 14.
Eine weitere, besonders vorteilhafte AusführurlcJsform der Erfindung ergibt sich aus Anspruch 15, insbesondere in Verbindung mit den Ansprüchen 16 - 19. Durch diese Maßnahmen wird eine einfache und robuste Steuervorrichtung zur Durchführung des Beluftungs- und Entiüftungsvorgangs der Fahrzeugreifen geschaffen, deren niedrige Herstellungskosten die Reifendruckregeleinrichtung auch für den Einsatz in weniger hochwertigen Nutzfahrzeugen interessant macht.
Der voliständige Wortlaut der Ansprüche ist vorstehend allein zur Vermeidung unnötiger Wiederholungen nicht wiedergegeben, sondern statt dessen lediglich durch Nennung der Anspruchsnummer darauf Bezug genommen, wodurch jedoch alle diese Anspruchsmerkmale als an dieser Stelle ausdrücklich und erfindungswesentlich offenbart zu gelten haben.
Die Erfindung ist anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispieles im folgenden näher beschrieben. Es zeigen: Fig. 1 eine schemafische Darstellung des prinzipiellen Aufbaus einer Reifendruckregeleinrichtung, Fig. 2 einen Schnitt durch ein Reifendruck-Steuerventil der Einrichtung gemäß Fig. 1, in schematischer Darstellung, Fig. 3 einen Schaltplan einer Steuervorrichtung in der Einrichtung gemäß Fig. 1 niit einem schematisch dargestellten Steuerschalter.
Die in Fig. 1 schematisch dargestellte Einrichtung zur Regelung des Luftdrucks von Fahrzeugreifen, im folgenden kurz Reifendruckregel einrichtung genannt, weist Reifendruck-Steuerventile 10 auf, die jeweils einem der Fahrzeugreifen 11, 12 zugeordnet sind. Die Fahtieugreifen 11 und 12 sind in Fig. 1 schematisch angedeutet, viobei der Fahrzeugreifen 11 einen Hinterreifen und der Fahrzeugreifen 12 einen Vorderreifen des Nutzfahrzeugs repräsentiert.
Auf die Darstellung der im übrigen identischen weiteren Hinter- bzw. Vorderreifen mit zugeordneten Reifendruck-Steuerventilen 10 ist verzichtet worden.
Die Reifendruck-Steuerventile 10 entsprechen in ihrer Funktion pneumotisch betätigten 2/2 Wegeventile mit Rückstellfeder und sind daher in Fig. 1 durch deren Symbole dargestellt, wenn sie auch - wie noch näher ausgeführt wird -im Aufbau andersartig sind. Jedes Reifendruck-Steuerventil 10 steht Uber seinen einen Arbeitsanschluß 13 mit dem Reifeninnenraum 15, 16 des jeweils zugeordneten Fahrzeugreifens 11, 12 in Verbindung und ist mit seinem anderen Arbeitsanschluß 14 über eine Drehabdichtung 17 mit einer Reifendruck-Steuerleitung 18 bzw. 19 verbunden. Die Reifendruck-Steuerleitung 18 bzw. 19 ist Uber ein Schaltventil 20, in Fig. 1 durch strichpunktierte Umrandung schematisch dargestellt, wahlweise an eine Druckluftquelle 21 und an ein der Entlüftung der Fahrzeugreifen 11, 12 in die Atmosphäre dienendes Entlüftungsventil 22 anschließbar sowie direkt in die Atmosphäre entiüftbar. Die Druckluftquelle 21 wird von einem im Fahrzeug angeordneten Luftpresser oder Kompressor 23 und einem diesem nachgeschalteten Druckluftbehälter 24 gebildet.
In Fig. 2 ist schematisch der Aufbau eines der Reifendruck-Steuerventile 10 dargestellt. Wie hier ersichtlich, ist das Reifendruck-Steuerventil 10 als ein steuerkanalloses, Uber die dynamische Druckdifferenz vor und hinter dem Reifendruck-Steuerventil 10 steuerbares Sitzventil 25 ausgebildet. Die Arbeitsanschlüsse 13 und 14 sind innerhalb des Ventilgehäuses 26 Uber einen Arbeitskanal 27 verbunden, der mittels einer VentilsitzabdichtunsB 28 sperrbar ist. Über diesen Arbeitskanal 27 erfolgt die Steuerung des Sitzventils 25. Hierzu ist im Sitzventil 25 ein vorzugsweise unmittelbar an der Ventilsitzabdichtung 28 angreifendes Ventilöffnungselement 29 vorgesehen, das eine im Arbeitskanal 27 angeordnete Druckbeaufschlagungsfldche 30 aufweist.
Diese Druckbeaufschlagungsfläche ist derart angeordnet, daß sie von Druckluft sowohl aus der mit dem Arbeitsanschluß 14 verbundenen Reifendruck- Steuerleitung 18, 19 als auch bei geöffnetem Sitzventil 25 aus dem Reifeninnenraum 15 bzw. 16, und zwar über den Arbeitsanschluß 13,beaufschlagt werden kann. Das Venti löffnungselement 29 mit Druckbeau isch lagungsflöche 30 ist hier als im Ventilgehäuse 25 gehaltene Membrane 31 ausgebildet.
Eine an der Ventilsitzabdichtung 28 und/oder an der Membrane 31 angreifende und sich am Ventilgehäuse 26 abstützende einstellbare Ventilschließfeder 32 ist in ihrer Schließkraft derart bemessen, daß unterhalb eines vorgegebenen minimalen Drucks, z.B. 1,8 bar, auf der Druckbeaufschlagungsfläche 29 die Ventilsitzabdichtung 28 auf dem Ventilsitz 33 aufliegt. Außerdem ist die Ventilsitzöffnung 34 auf die Schließkraft der Ventilschließfeder 32 derart abgestimmt, daß bei maximalem Druck im Innenraum 15, 16 der Fahrzeugreifen 11, 12 die Ventilschließfeder 32 das jeweilige Sitzventil 25 geschlossen hält.
Zum Öffnen des Sitzventils 25 muß dem Arbeitskanal 27 von der Reifendruck-Steuerleitung 18 bzw. 19 her ein Druckluftimpuls zugeführt werden, dessen Druck auf die Membran 31 größer ist als die Schließkraft der Ventilschließfeder 32. Mit Ventilöffnen wird schlagartig die volle Ventilsitzöffnung 34 freigegeben, wobei die Arbeitsanschlüsse 13 und 14 über den Arbeitskanal 27 miteinander verbunden sind. Das Sitzventil 25 verbleibt so lange in der Offenstellung, bis die dynamische Druckdifferenz zwischen der aus dem Reifeninnenraum in das Sitzventil 25 einströmenden Druckluft und der aus dem Sitzventil 25 in die Reifendruck-Steuerleitung 18 bzw. 19 abströmenden Druckluft einen Beitrag erreicht, der kleiner ist als die Schließkraft der Ventilschließfeder 32.
Das Entiüftungsventil 22 in der Reifendruckregeleinrichtung ist ein an sich bekanntes Überströmventil 35, das einen den Druckwerten in der Reifendruck-Steuerleitung 18 bzw. 19 angepaßten Luftaustrittsquerschnitt freigibt, und zwar derart, daß bei höheren Druckwerten ein großer und bei niedrigen Druckwerten ein kleinerer Querschnitt für den Luftaustritt zur VerfUgung steht. Zur Abstimmung des Überstrnmvenrils 35 ist zwischen dem Arbeitsanschluß 13 des Sitzventils 25 und dem Reifeninnenraum 15 bzw. 16 eine Blende 36 eingeschaltet.
Zusätzlich kann für Sicherheitszwecke zwischen dem Reifeninnenraum 15 bzw.
16 und der Blende 36 noch ein manuell betätigtes Absperrventil 37 vorgesehen werden. Die hier noch nach wie vor vorhandenen ReifenfUllventile sind in Fig. 1 schematisch angedeutet und mit 54 und 55 bezeichnet.
Das Schaltventil 20 der Reifendruckregeleinrichtung ist aus einzelnen Relaisventilen aufgebaut. Alle Relaisventile weisen jeweils zwei ArbeitsanschlUsse, die mit 1 und 2 gekennzeichnet sind, einen Entlüftungsausgang, der mit 3 gekennzeichnet ist, und einen Steuereingang, der mit 4 gekennzeichnet ist, auf. Ein erstes Relaisventil 38 ist mit seinem einen Arbeitsanschluß 1 mit der Druckluftquelle 21 verbunden. Sein anderer Arbeitsanschluß 2 ist mit dem einen Arbeitsanschluß 1 eines zweiten Relaisventils 39 bzw. 39' verbunden.
Zwei zweite Relaisventile 39 bzw. 39' sind dann erforderlich, wenn - wie hier - der Reifendruck in den Hinterrädern und Vorderrädern des Fahrzeugs getrennt gesteuert werden soll. Wenn dies nicht der Fall ist, reicht ein einziges zweites Relaisventil 39 aus. Das Relaisventil 39 ist mit seinem Arbeitsanschluß 2 an der Reifendruck-Steuerleitung 18 und das Relaisventil 39' mit seinem Arbeitsanschluß 2 an der Reifendruck-Steuerleitung 19 angeschlossen.
Beide Reifendruck-Steuerleitungen 18, 19 verzweigen sich und führen einerseits zu den Reifen 11 und 12 und zu den durch Pfeile in Fig. 1 angedeuteten weiteren,nicht dargestellten Reifen. Der Entluftungsausgang 3 des ersten Relaisventils 38 ist mit dem einen Arbeitsanschluß 2 eines dritten Relaisventils 40 verbunden. Der andere Arbeitsanschluß 1 des dritten Relaisventils 40 ist druckdicht abgeschlossen. Dessen Entluftungsausgang 3 ist mit dem Eingang 1 des Überstromventils 35 verbunden. Bei der hier gezeigten Reifendruckregeleinrichtung sind zur Einsparung nur ein erstes Relaisventil 38 und ein drittes Relaisventil 40 vorgesehen. Ober die beiden zweiten Relalsventile 39 und 39' lassen sich damit die Reifen 11, 12 von Hinter- und Vorderräder getrennt steuern. Gleichzeitig wird erreicht, daß beim gemeinsamen Regeln der Hinter- und Vorderräder in der Prufstellung der Steuervorrichtung 42 ein Druckausgleich aller Räder erreicht wird. Dieser Aufbau ist vorteilhaft, wenn das Luftvolumen der Fahrzeugreifen 11, 12 nicht zu groß ist. Bei großen Reifen 11, 12 ist es zweckmäßig, für jede der Reitendruck-Steuerleitungen 18, 19 ein erstes, zweites und drittes Relaisventil vorzusehen un( jeder Reifendruck-Steuerleitung 18, 19 ein Überströmventil 35 zuzuordnen. In diesem Fall ist es zweckmäßig, wenn jeweils das zweite Relaisventil 39 nicht - wie hier - in Bezug auf die Steuerleitung 18, 19 dem ersten Roiaisventil 38 vorgeschaltet ist, sondern dem ersten Relaisventil 38 nachgeschaltet, also zwischen erstem Relaisventil 38 und drittem Relaisventil 40 angeordnet wird.
Zum Prüfen des in dem Leitungssystem der Reifendruckregeleinrichtung beim Be-bzw. Entlüften der Reifen 11, 12 herrschenden Druckes steht mit der Reifendruck-Steuerleitung 18, 19 ein Druckmesser 53 in Verbindung. Zweckmäßigerweise ist der Druckmesser 53 an oder nahe dem Arbeitsanschluß 2 des ersten Relaisventils 38 angeschlossen. Ein, vorzugsweise an dem gleichen Punkt angeschlossenes, Druckbegrenzungsventil 41 verhindert zu hohen Druck in dem Leitungssystem der Reifendruckreseleinrichtung Zur Steuerung des Reifenbelüttungs- und Rsifenentlüftungsvorgangs ist eine Schaltventil-Steuervorrichtung 42 vorgesehen, die in Fig. 1 durch strichpunktierte Umrahmung versinnbildlicht ist. Die Schaltventi 1 -Steuervorrichtung 42 weist jeweils einem der Relaisventile 38, 39, 39', 40 zugeordnete 3/2 Wege-Magnetventile auf, deren einer Arbeitsanschluß 1 mit der Druckluftquelle 21 und deren anderer Arbeitsanschluß 2 jeweils mit den Steueranschlüssen 4 der zugeordneten Relaisventile 38, 39, 39', 40 verbunden sind. Der Anschluß 3 der Magnetventile 43, 44, 44', 45 ist ein Entlijftungsausgang.
Weiter weist die Schaltventil-Steuervorrichtung 42 einen manuell bedienbaren Steuerschalter 46 auf. Wie in Fig. 1 und 3 schematisch angedeutet, ist dieser Steuerschalter 46 als Dreh-Schiebeschal ter ausgebildet. In Drehrichlung sind vier am Umfang um jeweils 900 versetzte Schaltsteilungen vorgesehen, und zwar die mit "o" bezeichnete Nullstellung, in weicher die Schai'tventil-Steuervorrichtung 42 wirkun3slos ist, eine mit "B" bezeichnete Schaltstellung "Reifen belüften"', eine mit "P" bezeichnete Schaltsteflung Reifendruck prüFen" und eine mit "E" bezeichnete Schaltstellung "Reifen entlüften".
Diese Schaltstellungen sind durch Drehen des Steuerschalters 46 in seiner Grundstellung einstellbar, wobei in jeder Schaltstellung ein elektrischer Kontakt geschlossen wird, wodurch die Schaleventil-Steuervorrichtung 42 das Schaltventil 20 in die für den gewunschten Vorgang entsprechende Stellung umsteuert. Wie aus Fig. 3 ersichtlich ist, kann durch Axialverschieben des Steuerschalters 46, also durch Herausziehen des Steuerschalters 46, dieser in eine fünfte Schaltstellung gebracht werden. Diese Axialverschiebung des Steuerschalters 46 ist aus jeder der vier Schaltstellungen "0", "B", "P", "E" möglich. Ein RUckfUhren des Steuerschalters 46 in die Grundstellung ist erst möglich, nachdem dieser in die Schaltstellung "0" gedreht worden ist.
In der fünften Schaltstellung, die mit "SIE" bezeichnet ist, werden die Reifendruck-Steuerleitungen 18, 19 entlüftet und damit drucklos.
Mit den Ausgängen des Steuerschalters 46 sind die Steuerwicklungen der Magnetventile 43, 44, 44', 45 verbunden. Diese Verbindung ist so getroffen, daß bei Stellung des Steuerschalters 46 auf Schaltstellung "Reifen belüften" (B) alle Magnetventile 43, 44, 44', 45 erregt sind und ihre Arbeitsstellung einnehmen, in der Schaltstellung "Reifendruck prüfen" (P) die Magnetventile 44, 4l' und 45 angesteuert sind, in der Schaltstellung "Reifen entlüften" (E) lediglich die Magnetventile 44, 44' angesteuert sind und in der Schaltstellung "System entften"(SE)alle Magnetventile 43, 44, 44', 45 stromlos sind. Dabei ist'es durch einen Vorwahlschalter 47 (Fig. 3) möglich, daß von den beiden Magnetventilen 44, 44' jeweils eines oder beide zugleich erregt werden. Hierzu kannen mittels des Vorwahlschal ters 47 die elektrischen Verbindungen zwischen dem Steuerschalter 46 und den Magnetventilen 44 und 44' aufgetrennt werden.
Eine Signalvorrichtung 48, bestehend aus den beiden Signal lampen 49 und 50 zeigt durch Aufleuchten die jeweils nicht aufgetrennte elektrische Verbindung an, so daß dem Bedienenden angezeigt wird, ob die Fahrzeugreifen 11 oder 12 der Hinter- oder Vorderachse bei einem Reifendruckregelvorgang an die Relfendruckregeleinrichtung angeschlossen sind. Der Vorwahlschalter 47 besteht hier aus zwei einzelnen Kippschaltern 51 und 52.
Die Magnetventile 43 - 45 belüften in ihrer Arbeitsstellung, in welche sie für die Dauer der Erregung ihrer Elektromagnete überführt werden, die Steueranschlüsse 4 der Relaisventile 38 - 40. In Fig. 1 sind alle Relaisventile 38 - 40 in ihrer unbelüfteten Grundstellung dargestellt. In dieser Stellung sind die Sitzventile 25 geschlossen und die Steuerleitungen 18, 19 drucklos, da sie an die Entiüftungsausgänge 3 der zweiten Relaisventile 39, 39' angeschlossen sind. Durch Belüften gehen alle Relaisventile 38 - 40 in ihre Arbeitsstellung über, in welcher das Leitungssystem zwischen der Druckluftquelle 21 zu den Fahrzeugreifen 11, 12 auf Durchgang gestellt ist. Durch Entlüften des ersten Relaisventils 38 kann der in der Steuerleitung 18 bzw. 19 vorhandene Druck statisch gemessen werden und durch zusätzliche Entlüftung des dritten Relaisventils 40 der Entluflungsvorgang für die Reifen 11, 12 durchgeführt werden.
Die Wirkungsweise der vorstehend beschriebenen Reifendruckregeleinrichtung ist wie folgt: Soll der Druck in den Fahrzeugreifen 11, 12 erhöht werden, so ist der Steuerschalter 46 auf die Schaltstellung "B" (Reifen belüften) zu stellen. Wie aus dem in Fig. 3 dargestellten Schema hervorgeht, sind damit alle Ausgänge des Steuerschalters 14 an die mit "+" symbolisierte Stromversorgung angeschlossen. Da beispielsweise nur der Reifendruck in den Reifen 11 der Hinterräder erhöht werden soll, steht der Kippschalter 51 des Vorwahlschalters 48 auf "Ein"-Stellung und der Kippschalter 52 auf "Aus"-Stellung. Die Signallampe 49 leuchtet auf. In dieser Stellung werden nunmehr alle Magnetventile 43 - 45,mit Ausnahme des Magnetventils 44', erregt und in ihre Arbeitsstellung Uberführt. Damit werden sämtliche Relaisventile 38 - 40, mit Ausnahme des Relaisventils 39', belüftet. Die Relaisventile 38 - 40 nehmen ihre Arbeitsstellung ein, wodurch die Druckluftquelle 21 an die Reifendruck-Steuerleitung 18 angeschlossen ist. Der Druck in der Reifendruck-Stetrerlei tung 18 wirkt auf die Membrane 31 des Sitzventils 25 und dieses wird geöffnet, und zwar für beide Reifen 11 der Hinterräder. Über den Druckmesser 53 wird der Luftdruck in der Reifendruck-Steuerleitung 18 überwacht. Ist der gewünschte Reifendruck erreicht, so wird der Steuerschalter 46 in die Schaltstellung "P" (Reifendruck prüFen) weitergedreht. Wie aus dem in Fig. 3 dargestellten Schema des Steuerschalters 46 ersichtlich, wird damit das Magnetventil 43 stromlos und nur die beiden Mognetventile 44 und 45 bleiben erregt. Damit fällt das Magnetventil 43 ab und auch das erste Relaisventil 38 geht in seine Grundstellung zurück. Da in der Arbeitsstellung des dritten Relaisventils 40 dessen Arbeitsanschluß 2 mit dem abgeschlossenen Arbeitsanschluß 1 verbunden ist, behält die von der Druckluftquelle 21 getrennte Reifendruck.Steuerleitung 18 den zuletzt hier herrschenden Luftdruck. Dieser nunmehr statische Luftdruck kann an dem Druckmesser 53 abgelesen werden, was eine exakte Prüfung des in den Reifen 11 der Hinterräder herrschenden Luftdrucks ermöglicht.
Bei dieser Prüfung bleibt das Sitzventil 25 durch den im Reifeninnenraum 15 und in der Steuerleitung 18 herrschenden gleich großen Druck geöffnet.
Stimmt der am Druckmesser 53 angezeigte Druckwert mit dem gewunschten Reifendruck überein, so werden durch Ziehen des Steuerschalters 46 in die Schaltstellung "SE" (System entlüften) alle Ausgänge des Steuerschalters 46 stromlos. Sämtliche Magnetventile 43 - 45 fallen ab, sämtliche Relaisventile 38 - 40 nehmen ihre Grundstellung ein. In der Grundstellung des Relaisventils 39 wird die Reifendruck-Steuerleitung 18 Uber den EntlUftungssausgang 3 des Relaisventils 39 an die Atmosphäre angeschlossen. Die in der Reifendruck-Steuerleitung 18 befindliche Luft strömt mit sehr großer Strömungsgeschwindigkeit aus, die wesentlich größer ist als die Strömungsgeschwindigkeit der aus dem Reifeninnenraum 15 über die Blende 36 in das Sitzventil 25 nachströmenden Luft. Der dynamische Differenzdruck auf die Membrane 31 ist damit kleiner als die Schließkraft der Ventilschließfeder 32 und das Sitzventil 25 schließt schlagartig. Ist der auf dem Druckmesser 53 abgelesene Istwert des Reifendrucks kleiner als der gewünschte Sollwert, so kann durch Drehen des Steuerschalters 46 aus der Schaltstellung "P" in die Schalfttellung "B" der vorstehend beschriebene Reifenbelüftungsvorgang wiederholt werden.
Aus der Schaltstellung "SE" ist der Steuerschalter 46 bis in die Schaltstellung "0" zu drehen und dann in die Grundstellung zuruckzuschieben.
Sollen beispielsweise die beiden Reifen 11 der Hinterräder entlüftet werden, so ist wiederum zunächst durch den Vorwahlschalter 48 die Reifendruck-Steuerleitung 18 auszuwählen, und zwar durch Schließen des Kippschalters 51 und Öffnen des Kippschalters 52. Die Signallampe 49 leuchtet auf. Eine Drehung des Steuerschalters 46 im Uhrzeigersinn in die Schaltstellung "E" (Reifen entlüften) ist blockiert. Der Steuerschalter 46 ist daher entgegen Uhrzeigersinn über die Schaltstellungen "B" und "P" in die Schaltstellung "E" zu drehen.
Dabei reicht das schnelle lQindurchdrehen des Steuerschalters 46 durch die Schaltstellung "8" aus, um alle Magnetventile 44 - 45 zu erregen und alle Relaisventile 38 - 40 in die Arbeitsstellung zu Uberführen, so daß Druckluft von der Druckluftquelle 21 in die Reifendruck-Steuerleitung 18 einströmt und das Sitzventil 25 öffnet. Beim Verlassen der Schaltstellung "B" wird bereits das Magnetventil 43 wieder stromlos und das erste Relaisventil 38 geht in seine Grundstellung zurück. In der Schaltstellung "P" kann, wie vorstehend beschrieben, der in dem Reifeninnenraum 15 der beiden Reifen 11 herrschende Luftdruck geprüft werden. In der Schaltstellung "E" ist nunmehr auch das Magnetventil 45 stromlos und lediglich das Magnetventil 44 erregt.
Von allen Relaisventilen 38 - 40 befindet sich lediglich das Relaisventil 39 in Arbeitsstellung. In dieserSchaltstellung ist die Steuerleitung 18 an das Überströmventil 35 angeschlossen. Die in der Reifendruck-Steuerleitung 18 vorhandene Luft strömt Uber das Überströmventil 35 in die Atmosphäre. Das Überströmventil 36 ist nunmehr so eingestellt, daß die Strömungsgeschwindigkeit der Luft in der Reifendruck-Steuerleitung 18 kleiner ist als die der aus dem Reifeninnenraum 15 Uber die Blende 36 dem Sitzventil 25 zuströmenden Luft.
Die auf die Membrane 31 wirkende dynamische Druckdifferenz zwischen der aus dem Reifeninnenraum 15 strömenden Luft und der in der Reifendruck-steuerleitung 18 strömenden Luft ist größer als die Schließkraft der Ventilschließfeder 32 und das Sitzventil 25 kann bis zu kleinsten Druckwerten im Reifen 11 herab offengehalten werden. Bei einem vorgegebenen minimalen Reifendruck allerdings ist die Schließkraft der Ventilschließfeder 32 ausreichend, das Sitzventil 25 zu schließen. In dem Reifeninnenraum 15 verbleibt daher selbst bei vollständiger Entlüftung immer ein Restdruck, der zur Reifensicherung,z.B.
bei defekter ReifendruckregelanlageZdien.
Sobald der am Druckmesser 53 während des EntlUftungsvorgangs abgelesene Luftdruckwert mit dem gewünschten Sollwert des Reifendrucks Ubereinstimmt, ist der Steuerschalter 46 im Uhrzeigersinn in die Schaltstellung "P" zu überführen. Damit wird das Magnetventil 45 erregt und das dritte Relaisventil 40 in seine Arbeitsstellung überführt, in welcher es die Reifendruck-Steuerleitung 18 druckdicht abschließt. Nunmehr kann wiederum der in den Reifen 11 herrschende statische Luftdruck am Druckmesser 53 abgelesen werden. Stimmt dieser mit dem Sollwert überein, so wird durch Ziehen des Steuerschalters 46 aus der Schaltstellung- "P" heraus in die Schaltstellung "SE" die Reifendruck-Steuerleitung 18 wie vorstehend entlüftet, wobei in gleicher Weise wie beschrieben das Sitzventil 25 schlagartig schließt. Stimmt der am Druckmesser 53 abgelesene Istwert nicht mit dem gewünschten Sollwert überein, so kann aus der Schaltstellung "P" durch Überführen des Steuerschalters 46 in die Schaltstellung"E" der Reifendruck weiter abgesenkt werden oder durch ÜberfUhren in die Schaltstellung "B" der Reifendruck in der vorstehend beschriebenen Weise wieder erhöht werden.
Es ist natürlich auch möglich, den Steuerschalter 46 aus den beiden Schaltstellungen "B" und "P" unmittelbar, ohne statische DruckprUfung in die fünfte Schaltstellung "SE" zu überführen, ebenso wie auf eine statische Druckprüfung insgesamt verzichtet werden könnte. Eine solche ist jedoch immer empfehlenswert, da diese eine genauere Reifendruckmessung ermöglicht.
Die Erfindung ist nicht auf das vorstehend beschriebene AustUhrungsbeispiel einer Reifendruckregeleinrichtung beschränkt. So kann z.B. anstelle des Steuerschalters 46 auch eine Steuerelektronik verwendet werden, bei welcher nach Eingabe des gewünschten Reifendruck-Sol lwerts der entsprechende Reifenbe luftungsvorgang oder Reifenentiüffungsvorgang selbsttätig abltiuft, bis der Reifendruck-Istwert mit dem vorgegebenen Reitendruck-Sollwert übereinstimmt. L e e r s e i t e

Claims

Ansprüche 3 Einrichtung zur Regelung des Luftdruckes von Fahrzeugreifen, insbesondere für Nutzfahrzeuge, mit mindestens einem jeweils einem Fahrzeugreifen zugeordneten Reifendruck-Steuerventil, dessen einer Anschluß mit dem Reifeninnenraum in Verbindung steht und dessen weiterer Anschluß über eine Drehabdichtung mit einer Reifendruck-Steuerleitung verbunden ist, die über ein Schaltventil wahlweise an eine Druckluftquelle und an ein der Entlüftung des Fahrzeugreifens in die Atmosphöre dienendes Entlüftungsventil anschließbar sowie entfüfthar ist, dadurch gekennbezeichnet, daß das Reifendruck-Steuerventil (10) als steuerkanalloses Sitzventil (25) ausgebildet ist, das über die dynamische Druckdifferenz vor und hinter dem Sitzventil (25) steuerbar ist,und daß das Entlüftungsventil (22) ein Überströmventil (35) ist, das einen den Druckwerten in der Reifendruck-Steuerleitung (08, 19) angepaßten Luftaustrittsquerschnitt freigibt, derart, daß bei hohen Druckwerten ein großer und bei niedrigen Druckwerten ein kleinerer Querschnitt fUr den Luftaustritt zur Verfügung steht.
2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Sitzventil (25) ein vorzugsweise unmittelbar an der Ventilsitzabdichtung (28) angreifendes Ventilöffnungselement (29) mit einer im Arbeitskanal (27) angeordneten Druckbeaufschlagungsfläche (30) aufweist, die derart angeordnet ist, daß sie von Druckluft sowohl aus der Reifendruck-Steuerleitung (18, 19) als auch bei geöffnetem Sitzventil (25) aus dem Reifeninnenraum (15, 16) beaufschlagt ist.
3. Einrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Schließkraft der Ventilschließfeder (32) des Sitzventils (25) derart bemessen ist, daß die Ventilsitzabdichtung (28) unterhalb eines vorgegebenen minimalen Druckes auf der Druckbeaufschlagungsfläche (30) des Ventilöffnungselementes (29) auf dem Ventilsitz (33) aufliegt.
4. Einrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Schließkraft der Ventilschließfeder (32) und die Ventilsitzöffnung (34) derart aufeinander abgestimmt sind, daß bei maximalem Reifendruck die Ventilschließfeder (32) das Sitzventil (25) geschlossen hält.
i. Einrichtung nach einem der Ansprüche 2 - 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Ventilöffnungselement (29) mit Druckbeaufschlagungsflöche (30) als Membrane (31) ausgebildet ist.
Einrichtung nach einem der Anspruche 1 - 5, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem Reifeninnenraum (15, 16) und dem zugeordneten Sitzventil (25) eine Blende (36) eingeschaltet ist und vorzugsweise daß zwischen Blende (36) und Reifeninnenraum (15, 16) ein handbeitltigtes Absperrventil (37) vorgesehen ist.
Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 - 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Schaltventil (20) mindestens zwei in Reihe geschaltete Relaisventile (38, 39, 39') mit zwei Arbeitsanschlüssen (1, 2) und einem Entlüftungsausgang (3) aufweist.
Einrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß von dem ersten Relaisventil (38) der eine Arbeitsanschluß (1) an der Druckluftquelle (21) angeschlossen ist, der andere Arbeitsanschlun (2) mit der Reifendruck-Steuerleitung (18, 19) und der Entluftungsawgong (3) mit dem Eingang (1) des L)berströmventlls (35) verbindbar oder verbunden ist und daß das zweite Relaisventll (39, 39') dem ersten Relalsv.ntil (38) In Bezug auf die Reifendruck-Steuerleitung (18, 19) vor- oder nochgeordnet ist, derart, daF über dessen Arbeitsanschlüsse (1, 2) die Verbindung des ersten Relaisventils (38) mit der Reifendruck-Steuerleitung (18, 19) oder dem Überströmventil (35) und über dessen einen Arbeitsanschluß (2) und dem Entlüftungsausgang (3) der Anschluß der Reifendruck-Steuerleitung (18, 19) an die Atmosphäre besteht.
9. Einrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß bei in Bezug auf die Reifendruck-Steuerleitung (18, 19) dem ersten Relaisventil (38) vorgeschaltetem zweiten Relaisventil (39, 39') der eine Arbeitsanschluß (2) des zweiten Relaisventils (39, 39') mit der Reifendruck-Steuerleitung (18, 19) und der andere Arbeitsanschluß (1) mit dem einen Arbeitsanschluß (2) des ersten Relaisventils (38) verbunden ist und daß der Entiüffungsausgang (3) des ersten Relaisventils (38), vorzugsweise Uber ein weiteres drittes Relaisventil (40), mit dem Eingang (1) des Überströmventils (35) verbunden ist.
10. Einrichtung nach einem der Anspruche 7 - 9, gekennzeichnet durch eine Ausbildung der Relaisventile (38 - 40) derart, daß der eine Arbeitsanschluß (2) in der Ruhestellung der Relaisventile (38 - 40) mit dem Entlüftungsousgang (3) und in der Arbeitsstellung der Relaisventile (38 - 40) mit dem anderen Arbeitsanschluß (1) in Verbindung steht.
11. Einrichtung nach Anspruch 10, gekennzeichnet durch eine aus einer unwirksamen Nullstellung (0) in mindestens eine Betriebsstellung "Reifen belüften " (B) und eine Betriebsstellung "Reifen entlüften" (E) umschaltbare Schaltventil-Steuervorrichtung (42), die mit den Steueranschlüssen (4) der Relaisventile (38, 39, 39') derart verbunden ist, daß in Betriebsstellung "Reifen belüften" (B) alle Relaisventile (38, 39, 39') in Arbeitsstellung sind, wobei die Reifendruck-Steuerleitung (18, 19) an die Druckluftquelle (21) angeschlossen ist, und daß in Betriebsstellung "Reifen entlüften" (E) das erste Relaisventil (38) in Ruhestellung und das zweite Relaisventil (39, 39') in Arbeitsstellung ist, wobei die Reifendruck-Steuerleitung (18, 19) mit dem Überströmventil (35) verbunden ist.
12. Einrichtung nach einem der Ansprüche 7 - 11, dadurch gekennzeichnet, daß das Schaltventil (20) mindestens ein weiteres drittes Relaisventil (40) mit einem verschlossenen und einem offenen Arbeitsanschluß (1, 2) und einem Entiüffungsausgang (3) aufweist, das dem Überströmventil (35) vorgeschaltet ist und Uber seinen EntlUftungsausgang (3) und seinem offenen Arbeitsanschluß (2) die Verbindung des Überströmventils (35) zu der Reihenschaltung des ersten und zweiten Relaisventils (38, 39) herstellt, wobei vorzugsweise der offene Arbeitsanschluß (2) des dritten Relaisventils (40) mit dem EntlUftungsausgang (3) des ersten Relaisventils (38) verbunden ist, und vorzugsweise daß mit der Reifendruck-Steuerleitung (18, 19) ein statischer Druckmesser (53) mittelbar oder unmittelbar verbunden ist.
13. Einrichtung nach Anspruch 11 und 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Schal tventi 1-Steuervorrich tung (42) eine weitere Betriebsstellung 'Reifendruck prüfen" (P) aufweist und zusätzlich mit dem Steueranschluß (4) des dritten Relaisventils (40) derart verbunden ist, daß in Betriebsstellung "Reifen prüfen" (P) das erste Relaisventil (38> in Ruhestellung und das zweite und dritte Relaisventil (39, 39', 40) in Arbeitsstellung sind, wobei die Reifendruck-Steuerleitung v18, 19) durch das dritte Relaisventil (40) druckdicht abgeschlossen ist.
14. Einrichtung nach einem der Ansprüche 11 - 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Schaltventil-Steuervorrichtung (42) jeweils einem der Relaisventile (38 - 40) zugeordnete 3/2 Wegeventile, vorzugsweise Magnetventile (43 - 45), aufweist, deren eine Arbeitsanschlüsse (2) jeweils mit den Steueranschlüsseñ (4) der Relaisventile (38 - 40) und deren andere Arbeitsonschlüsse (1) mit der Druckluftquelle (21) verbunden sind und deren dritte Anschlüsse (3) Entiüftungsousgonge sind.
15. Einrichtung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Schal tventi 1 -Steuervorri ch tung (42) mindestens einen manuell bedienbaren Steuerschalter (46) mit insgesamt zuminde*, drei Schaltstellungen aufweist und daß in der Schaltstellung ''Rcife;1 belüften" (B) alle Magnetventile (43 - 45), in der Schaltstellung "Reifendruck prüfen" (P) die dem zweiten und drittan Relaisventil (39, 39', 40) zugeordneten Magnetventile (44, 44', 45) und in der Schaltstellung "Reifen entlüften" (E) das dem zweiten Relaisventil (39, 39') zugeordnete Magnetventil (44, 44') über den Steuerschalter (46) bestromt sind.
16. Einrichtung nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß der Steuerschalter (46) eine vierte Schaltstellung "Null" (0) aufweist, in welcher alle Magnetventile (43 - 45) stromlos sind.
17. Einrichtung nach Anspruch 15 oder 16, dadurch gekennzeichnet, daß der Steuerschalter (46) eine fünfte Schaltstellung "System entlüften" (SE) aufweist, in welcher alle Magnetventile (43 - 45) stromlos sind, und in welche der Steuerschalter (46) zumindest aus der Schaltstellung "Reifendruck prüfen" (P) unmittelbar überführbar ist.
18. Einrichtung nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß der Steuerschalter (46) als Dreh-/Schiebeschalter ausgebildet ist, bei welchem die fünfte Schaltstellung "System entlüften" (SE) durch axiale Verschiebung des Steuerschalters (46) aus einer Grundstellung einstellbar ist und die Ubrigen Schaltstellungen "Null" (0) "Reifen belüften" (B), "Reifendruck prüfen" (P),"Reifen entlüften" (E) in der Grundstellung des Steuerschalters (46) in Drehrichtung, vorzugs-° weise um 90 gegeneinander versetzt,angeordnet sind.
19. Einrichtung nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, daß eine Drehbewegung des Steuerschalters (46) aus der Schaltstellung "Null" (0) in die Schaltstellung "Reifen entlüften"(E) blockiert ist und vorzugsweise daß die axiale Rückschiebung des Steuerschalters (46) aus der fünften Schaltstellung "System entlüften" (SE) in die Grundstellung in allen Dreh-Schaltstellungen mit Ausnahme der Schaltstellung "Null" (0) blockiert ist.
20. Einrichtung nach einem der Ansprüche 8 - 18, dadurch gekennzeichnet, daß das Schaltventil (20) zwei zweite Relaisventile (39, 39') aufweist, die jeweils mit einer von zwei getrennt zu den Reifen (11, 12) der Hinter- und Vorderräder des Fahrzeugs führenden Reifendruck-Steuerleitungen (1a, 19) und mit dem ersten Relaisventil (38) verbunden sind.
21. Einrichtung nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, daß die Schaltventil-Steuervorrichtung (42) einen zwischen dem Steuerschalter (46) und den Magnetventilen (44, 44') für die beiden zweiten Relaisventile (39, 39') eingeschalteten Vorwohischolter (47) aufweist, mittels dessen die einzelnen elektrischen Verbindungen zwischen dem Steuerschalter (46) und diesen Magnetventilen (44, 44') wahlweise auftrennbar sind, und vorzugsweise daß eine Signalvorrichtung (48) zur Anzeige der nicht aufgetrennten elektrischen Verbindungen vorgesehen ist.