DE2929894C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zum Steuern des Luftdrucks von Fahrzeugreifen, insbesondere für Nutzfahrzeuge, der im Oberbegriff des Anspruchs 1 definierten Art.

Es sind Steuereinrichtungen vornehmlich für Lastkraftwagen bekannt (DE-OS 26 30 511) bei welchen aufgrund ihrer Einsatzbedingungen der Reifendruck jederzeit, und vorzugsweise auch während der Fahrt, in angemessen kurzer Zeit den jeweiligen Gelände- bzw. Straßenverhältnissen angepaßt werden muß.

Bei einer solchen Reifendrucksteueranlage ist das Reifendruck-Steuerventil als modifiziertes Schieberventil ausgebildet, 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 Entlüftungsventil 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, magnetbetätigtes 2/2 Wegeventil dient zur Entlüftung der Reifendruck-Steuerleitung. Eine Steuerelektronik und ein Pulsgenerator sorgen dafür, daß das 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. Entlüftungsvorgang des oder der Reifen wird abgebrochen. Das Steuerventil wird beim Be- bzw. Entlüftungsvorgang 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 über den Steuerkanal mit der Reifendruck-Steuerleitung in Verbindung steht und unmittelbar von dem Luftdruck in der Reifendruck-Steuerleitung beaufschlagt wird. Die Entlüftung des oder der Reifen erfolgt über das Druckbegrenzungsventil. Dieses Druckbegrenzungsventil ist so ausgelegt, daß während des gesamten Entlüftungsvorgangs in der Reifendruck-Steuerleitung ein Restdruck verbleibt, der ausreicht, die Kraft der Schließfeder des Steuerventils zu überwinden 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 Atmosphäre verbindet. Mit Druckloswerden der Reifendruck-Steuerleitung wird das Steuerventil von der Schließfeder geschlossen.

Es hat sich gezeigt, daß die bekannte Reifendrucksteueranlage 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 Schwergängigkeit des Ventilschiebers die Folge, was insbesondere die Schließzeit des Ventils wesentlich erhöht und damit die Funktionsgenauigkeit der Reifendrucksteueranlage empfindlich beeinträchtigt. Vor allem Ablagerung am Steuerkolben können nach längerem Einsatz zum Verklemmen des Ventilschiebers und damit zum totalen Ausfall des Steuerventils führen.

Weiterhin hat die bekannte Reifendrucksteueranlage den 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. Entlüftungsvorgang zwischen seiner Ruhe- und Arbeitsstellung alterniert und andererseits auch von der Verwendung eines Druckbegrenzungsventils als Entlüftungsventil. Die Schnelligkeit des Entlüftungsvorgangs des Reifens wird nämlich auch bestimmt durch die Druckdifferenz im Reifeninnenraum und in der Reifendruck- Steuerleitung. Da beim Entlüften 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 Entlüftungsvorgangs stillgesetzt werden muß und sein Einsatz während dieser Zeit nicht möglich ist.

Bei einer weiteren bekannten Steuereinrichtung (DE-OS 21 41 087) ist das dem Reifen zugeordnete Schaltventil über eine Steuer-/Versorgungsleitung mit einem Handventil verbunden, über das der jeweils gewünschte Druck vorgegeben werden kann. Das Schaltventil umfaßt einen verstellbaren, als Absperrventil wirkenden, und über die Steuer-/Versorgungsleitung beaufschlagbaren Kolben, in den ein doppeltwirkendes Membranventil integriert ist. Dieses öffnet bei den Reifendruck übersteigendem, eingesteuertem Druck und wirkt zudem als Überströmventil beim Ablassen der Reifenluft. Im Übergang vom durch den Kolben gebildeten Absperrventil zum Reifen liegt ein Druckbegrenzungsventil, das oberhalb einer vorgegebenen Druckhöhe über den Reifendruck ständig offengehalten ist. Dem Überströmventil ist in Luftablaßrichtung ein Entlüftungsventil nachgeordnet, das ebenfalls druckabhängig öffnet. Bei einer derartigen bekannten Konstruktion ist die Membran des Membranventiles beim Belüften des Reifens durch den Steuer-/Versorgungsdruck so belastet, daß das Überströmventil geschlossen ist. Sinkt der Steuer-/Versorgungsdruck auf einen unter dem Reifendruck liegenden, aber den Schaltkolben in seiner Öffnungsstellung haltenden Druck, so wirkt die Membran in Richtung auf die Steuer-/Versorgungsleitung als Rückschlagventil und öffnet gleichzeitig das Überströmventil. Beim Entlüften der Steuer- und Versorgungsleitung schließt das Absperrventil.

Eine solche Konstruktion stellt eine aufwendige Spezialkonstruktion dar, bei der das Druckbegrenzungsventil und das Entlüftungsventil in ihren Öffnungsquerschnitten druckabhängig arbeiten und das Entlüftungsventil einen verhältnismäßig großen Widerstand bilden muß, da andernfalls das Überströmventil schließen würde. Schnelle Druckveränderungen sind mit einer derartigen Konstruktion daher kaum möglich.

Es ist ferner eine Steuereinrichtung der im Oberbegriff des Anspruches 1 gewürdigten Art bekannt (DE-AS 20 08 437), bei der ein Schaltventil vorgesehen ist, bei dem der Abströmquerschnitt zur Atmosphäre sowohl für die Reifenentlüftung wie auch für die Drucklosschaltung der Steuer-/Versorgungsleitung über einen mittels eines Verstellventiles in seiner Lage veränderbaren, druckbeaufschlagten Kolbens einstellbar ist. Das Verstellventil ist handgesteuert und erlaubt eine stufenlose Veränderung des den Kolben beaufschlagenden Druckes. Das bedingt, daß über die Handsteuerung jeweils eine Lage des Kolbens eingesteuert werden muß, bei der der Abströmquerschnitt bei der Reifenentlüftung nur so groß ist, daß die dynamische Druckdifferenz am Membranventil ausreicht, um dieses geöffnet zu halten. Dies verlangt eine gewisse Feinfühligkeit in der Betätigung des Verstellventiles und bedingt die Gefahr, daß der jeweilige Entlüftungsvorgang durch eine unbeabsichtigt zu große Druckabsenkung, die wie eine Schnellentlüftung der Steuer-/Versorgungsleitung wirkt, in unerwünschter Weise schließt.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Luftdrucksteuereinrichtung gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 1 so auszugestalten, daß das Entlüften des Reifens in dem Sinne ablaufen kann, daß bis zur vorgegebenen Druckhöhe ein automatischer Ablauf der Entlüftung gegeben ist und somit auch die Entlüftung bedarfsgerecht schnell durchführbar ist.

Erreicht wird dies durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs 1, wobei durch die Verwendung eines im Querschnitt selbsttätig druckabhängig veränderlichen Entlüftungsventiles und durch entsprechende Abstimmung dieses Ventiles auf das Sitzventil auch die Entlüftung schnellstmöglich erfolgen kann. Zudem ermöglicht die alternative, getrennte Herstellung der Verbindung zwischen der Reifendrucksteuer-/Versorgungsleitung einerseits und der Druckluftquelle, dem Entlüftungsventil oder der Steuer-/ Versorgungsleitung an die Atmosphäre eine klare Abgrenzung dieser Schaltzustände ohne wechselseitige Beeinflussung und damit unter Ausschluß von Fehlbedienungsmöglichkeiten. Insbesondere werden durch die Erfindung auch günstige Voraussetzungen geschaffen, eine Lösung zu verwirklichen, bei der ohne großen Zusatzaufwand die Einsteuerung unterschiedlicher Drücke zu verschiedenen Reifen oder Reifengruppen möglich ist.

Weitere Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen. In der Zeichnungsbeschreibung zeigt

Fig. 1 eine schematische 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 mit einem schematisch dargestellten Steuerschalter.

Die in Fig. 1 schematisch dargestellte Einrichtung zur Regelung des Luftdrucks von Fahrzeugreifen, im folgenden kurz Reifendruckregeleinrichtung genannt, weist Reifendruck-Steuerventile 10 auf, die jeweils einem der Fahrzeugreifen 11, 12 zugeordnet sind. Die Fahrzeugreifen 11 und 12 sind in Fig. 1 schematisch angedeutet, wobei 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 pneumatisch 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 über 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 über 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 entlüftbar. 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, über die dynamische Druckdifferenz vor und hinter dem Reifendruck-Steuerventil 10 steuerbares Sitzventil 25 ausgebildet. Die Arbeitsanschlüsse 13 und 14 sind innerhalb des Ventilgehäuses 26 über einen Arbeitskanal 27 verbunden, der mittels einer Ventilsitzabdichtung 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 Druckbeaufschlagungsfläche 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 Ventilöffnungselement 29 mit Druckbeaufschlagungsfläche 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 30 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 Betrag erreicht, der kleiner ist als die Schließkraft der Ventilschließfeder 32.

Das Entlüftungsventil 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 Verfügung steht. Es ist so eingestellt, daß der dynamische Druck oder die Strömungsgeschwindigkeit der Druckluft während des Entlüftungsvorganges vor dem Sitzventil stets größer ist als hinter dem Sitzventil. Zur Abstimmung des Überströmventils 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 Reifenfüllventile 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 Arbeitsanschlüsse, 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 Entlüftungsausgang 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 Entlüftungsausgang 3 ist mit dem Eingang 1 des Überströmventils 35 verbunden. Bei der hier gezeigten Reifendruckregeleinrichtung sind zur Einsparung nur ein erstes Relaisventil 38 und ein drittes Relaisventil 40 vorgesehen. Über die beiden zweiten Relaisventile 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 Prüfstellung 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 Reifendruck-Steuerleitungen 18, 19 ein erstes, zweites und drittes Relaisventil vorzusehen und 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 Relaisventil 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 Reifendruckregeleinrichtung.

Zur Steuerung des Reifenbelüftungs- und Reifenentlüftungsvorgangs ist eine Schaltventil-Steuervorrichtung 42 vorgesehen, die in Fig. 1 durch strichpunktierte Umrahmung versinnbildlicht ist. Die Schaltventil-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 Entlüftungsausgang.

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-Schiebeschalter ausgebildet. In Drehrichtung sind vier am Umfang um jeweils 90° versetzte Schaltstellungen vorgesehen, und zwar die mit "0" bezeichnete Nullstellung, in welcher die Schaltventil- Steuervorrichtung 42 wirkungslos ist, eine mit "B" bezeichnete Schaltstellung "Reifen belüften", eine mit "P" bezeichnete Schaltstellung "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 Schaltventil-Steuervorrichtung 42 das Schaltventil 20 in die für den gewünschten 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 Rückführen des Steuerschalters 46 in die Grundstellung ist erst möglich, nachdem dieser in die Schaltstellung "0" gedreht worden ist. In der fünften Schaltstellung, die mit "SE" 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, 44′ und 45 angesteuert sind, in der Schaltstellung "Reifen entlüften" (E) lediglich die Magnetventile 44, 44′ angesteuert sind und in der Schaltstellung "System entlüften" (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 können mittels des Vorwahlschalters 47 die elektrischen Verbindungen zwischen dem Steuerschalter 46 und den Magnetventilen 44 und 44′ aufgetrennt werden. Eine Signalvorrichtung 48, bestehend aus den beiden Signallampen 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 Reifendruckregeleinrichtung 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 Entlüftungsausgänge 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 Entlüftungsvorgang 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 46 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 überführt. 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-Steuerleitung 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 Magnetventile 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 gewünschten 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 über den Entlüftungsausgang 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 Schaltstellung "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 zurückzuschieben.

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 Hindurchdrehen des Steuerschalters 46 durch die Schaltstellung "B" aus, um alle Magnetventile 44-45 zu erregen und alle Relaisventile 38-40 in die Arbeitsstellung zu überführen, 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 dieser Schaltstellung ist die Steuerleitung 18 an das Überströmventil 35 angeschlossen. Die in der Reifendruck-Steuerleitung 18 vorhandene Luft strömt über das Überströmventil 35 in die Atmosphäre. Das Überströmventil 35 ist nunmehr so eingestellt, daß die Strömungsgeschwindigkeit der Luft in der Reifendruck-Steuerleitung 18 kleiner ist als die der aus dem Reifeninnenraum 15 über 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 Reifendruckregelanlage, dient.

Sobald der am Druckmesser 53 während des Entlüftungsvorgangs abgelesene Luftdruckwert mit dem gewünschten Sollwert des Reifendrucks übereinstimmt, 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 Überführen 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 Druckprüfung 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.

Es kann anstelle des Steuerschalters 46 auch eine Steuerelektronik verwendet werden, bei welcher nach Eingabe des gewünschten Reifendruck-Sollwerts der entsprechende Reifenbelüftungsvorgang oder Reifenentlüftungsvorgang selbsttätig abläuft, bis der Reifendruck-Istwert mit dem vorgegebenen Reifendruck-Sollwert übereinstimmt.

Claims (5)

1. Einrichtung zum Steuern des Luftdruckes von Fahrzeugreifen, insbesondere für Nutzfahrzeuge, die mit einer Schaltventil- Steuervorrichtung aus einer unwirksamen Nullstellung (0) in mindestens eine Betriebsstellung "Reifen belüften" (B) und eine Betriebsstellung "Reifen entlüften" (E) umschaltbar ist und 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 und eine Steuer-Versorgungsleitung mit einem Schaltventil verbunden ist, über das wahlweise die Steuer-Versorgungsleitung drucklos zu schalten ist, der Reifen zu entlüften ist oder an eine Druckquelle anzuschließen ist, wobei der Anschluß an die Druckquelle einen zur Drucklosschaltung der Steuer-Versorgungsleitung und zum Entlüften des Reifens alternativen Schaltzustand darstellt und wobei das Reifendrucksteuerventil als steuerkanalloses Sitzventil ausgebildet ist, das über die dynamische Druckdifferenz vor und hinter dem Sitzventil steuerbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß das Schaltventil (20) zusätzlich für die Drucklosschaltung der Steuer-Versorgungsleitung und die Entlüftung des Reifens in je einen alternativ einstellbaren Schaltzustand umschaltbar ist, daß das Schaltventil (20) mindestens zwei in Reihe geschaltete Relaisventile (38, 38, 39′) mit je zwei Arbeitsanschlüssen (1, 2) und einem Entlüftungsausgang (3) aufweist, von denen das eine, erste Relaisventil (38) mit seinem einen Arbeitsanschluß (1) an die Druckluftquelle (21), mit seinem anderen Arbeitsanschluß an die Steuer-Versorgungsleitung (18, 19) und mit seinem Entlüftungsausgang (3) an den Eingang eines Überströmventils (35) angeschlossen ist und daß das zweite Relaisventil (39, 39′) dem ersten Relaisventil (38) in bezug auf die Steuer-Versorgungsleitung (18, 19) vor- oder nachgeordnet ist, derart, daß über die Arbeitsanschlüsse (1, 2) des zweiten Relaisventils (39, 39′) die Verbindung des ersten Relaisventils (38) mit der Steuer-Versorgungsleitung (18, 19) oder mit dem Überströmventil (35) und über den einen Arbeitsanschluß (2) und den Entlüftungsausgang (3) des zweiten Relaisventils (39, 39′) zur Drucklosschaltung der Steuer-Versorgungsleitung (18, 19) der Anschluß an die Atmosphäre besteht, daß von den Arbeitsanschlüssen (2) der Relaisventile (38, 39, 39′) der eine Anschluß in der Ruhestellung der Relaisventile mit dem Entlüftungsausgang (3) und in der Arbeitsstellung der Relaisventile mit dem anderen Arbeitsanschluß (1) in Verbindung steht, daß die Schaltventil-Steuervorrichtung (42) mit den Relaisventilen (38, 39, 39′) derart verbunden ist, daß in Betriebsstellung "Reifen belüften" (B) alle Relaisventile (38, 39, 39′) in Arbeitsstellung sind und in Betriebsstellung "Reifen entlüften" (E) das erste Relaisventil (38) in Ruhestellung und das zweite Relaisventil (39, 39′) in Arbeitsstellung ist und daß zum Offenhalten des Reifendrucksteuerventils beim Entlüften des Reifens das dem Schaltventil (20) nachgeordnete Überströmventil (35) als Entlüftungsventil (22) ausgebildet ist.

2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß bei in bezug auf die Steuer-Versorgungsleitung (18, 19) dem ersten Relaisventil (38) vorgeschaltetem zweiten Relaisventil (39, 39′) der eine Arbeitsanschluß (2) des zweiten Relaisventils (39, 39′) mit der Steuer-Versorgungsleitung (18, 19) und der andere Arbeitsanschluß (1) mit dem einen Arbeitsanschluß (2) des ersten Relaisventil (38) verbunden ist und daß der Entlüftungsausgang des ersten Relaisventils (38) über ein weiteres, drittes Relaisventil (40) mit dem Eingang des Überströmventils (35) verbunden ist, wobei das dritte Relaisventil (40) mit seinem offenen Arbeitsanschluß (2) mit dem Entlüftungsausgang (3) des ersten Relaisventils (38) verbunden ist und mit der Steuer-Versorgungsleitung (18, 19) ein statischer Druckmesser (53) mittel- oder unmittelbar verbunden ist.

3. Einrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Schaltventil-Steuervorrichtung (42) eine weitere Betriebsstellung "Reifendruck prüfen" (P) aufweist, in der die Relaisventile (40) derart angesteuert sind, daß das erste Relaisventil (38) in Ruhestellung und das zweite und dritte Relaisventil (39, 39′, 40) in Arbeitsstellung sind, wobei die Steuer- Versorgungsleitung (18, 19) durch das dritte Relaisventil (40) druckdicht abgeschlossen ist.

4. Einrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Steuerschalter (46) als Dreh-/Schiebeschalter ausgebildet ist, bei welchem eine fünfte Schaltstellung "System entlüften" (SE) durch axiale Verschiebung des Steuerschalters (46) aus einer Grundstellung einstellbar ist und die übrigen Schaltstellungen "Null" (0) "Reifen belüften" (B), "Reifendruck prüfen" (P), "Reifen entlüften" (E) in der Grundstellung des Steuerschalters (46) in Drehrichtung, vorzugsweise um 90° gegeneinander versetzt, angeordnet sind.

5. Einrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, 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 Steuer-Versorgungsleitungen (18, 19) und mit dem ersten Relaisventil (38) verbunden sind.