DE3803867A1 - Reifendruck-steuerventil - Google Patents

Description

Stand der Technik

Die Erfindung geht aus von einem Reifendruck-Steuerventil nach der Gattung des Hauptanspruchs. Ein derartiges Reifendruck-Steuerventil ist bekannt (DE-A-31 48 729) .

Solch ein Reifendruck-Steuerventil ist als letztes Glied einer Rei­ fendruck-Regeleinrichtung im Rad eines Fahrzeuges angeordnet. Durch diese Anordnung ist das Verlegen von Steuer- und Versorgungsleitun­ gen schwierig, da eine Drehübertragung notwendig ist. Deshalb ist ein Reifendruck-Steuerventil so konstruiert, daß Steuerung und Druckversorgung über eine einzige Leitung erfolgen kann.

Im Einzelnen sind solche bekannten Steuerventile so aufgebaut, daß der im Reifen herrschende Druck das Steuerventil geschlossen hält. Das Offnen des Steuerventils erfolgt durch Druckbeaufschlagung von der Versorgungsseite her. Sobald das Ventil geöffnet ist, bleibt es infolge der Entlastung seines Schließkörpers offen. Wenn der Reifen­ druck abgesenkt werden soll, wird der Druck von der Versorgungsseite her zuerst kurz erhöht, damit sich das Sitzventil öffnet, dann wird der Versorgungsdruck langsam abgesenkt und dadurch ein Ausströmen der Luft aus dem Reifen bewirkt. Soll das Sitzventil geschlossen wer­ den, muß der Druck von der Versorgungsseite her schlagartig abge­ senkt werden. Der Schließkörper des Sitzventils wird dadurch auf seinen Sitz gezogen und anschließend durch den im Reifen herrschen­ den Restdruck dichtend auf seinem Sitz festgehalten.

In solche Reifendruck-Steuerventile ist zusätzlich eine Sicherheits­ funktion integriert, die verhindern soll, daß der Reifen im Falle eines Steuerungsdefektes vollständig entlüftet wird. Um dies zu er­ reichen, sind die Entlastung des Sitzventils und die Federkraft ei­ ner auf den Schließkörper einwirkenden Feder so gewählt, daß bei schleichendem Druckverlust des Reifens (quasistatischer Zustand) das Sitzventil bei einem vorgesehenen Mindest-Reifendruck selbsttätig schließt. Ein Problem liegt nun darin, daß der Sicherheitsdruck kon­ struktionsbedingt unter dem minimal zu regelnden Reifendruck liegt. Bei höherer Fahrgeschwindigkeit, bei der zur Vermeidung von übermä­ ßiger Erwärmung des Reifens durch Walken ein höherer Reifendruck eingehalten werden muß, ist dieser Sicherheitsdruck also auf jeden Fall zu niedrig, so daß Reifenschäden auftreten können. Zusätzlich sind die unterschiedlichen Reibungskräfte am Sitzventil bei wech­ selnden Raddrehzahlen bei einer Voreinstellung des Sicherheits­ druckes hinderlich. Zur Reduzierung der Reibung der beweglichen Ven­ tilteile muß ein hoher konstruktiver Aufwand getrieben werden, weil die reibungsbestimmenden Normalkräfte bei hoher Fahrzeuggeschwindig­ keit sehr stark anwachsen.

Vorteile der Erfindung

Das eingangs genannte Steuerventil mit den kennzeichnenden Merkmalen des Hauptanspruchs hat demgegenüber die Vorteile, daß man sich der auftretenden Fliehkräfte bedient, die bei einem bisher üblichen Einbau quer zur Fliehkrafteinwirkungs-Richtung nachteilig sind.

Durch die erfindungsgemäße Einbauart ist es möglich, die Schalt­ charakteristik des Reifendruck-Steuerventils so einzustellen, daß der Sicherheitsschließdruck des Ventils mit zunehmender Fliehkraft so ansteigt, daß der jeweils für eine entsprechende Geschwindigkeit des Fahrzeuges erforderliche Reifendruck eingehalten werden kann oder mit anderen Worten, daß der Sicherheitsdruck bei großer Ge­ schwindigkeit hoch und bei kleiner Geschwindigkeit entsprechend niedriger ist.

Zeichnung

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung darge­ stellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert.

Beschreibung des Ausführungsbeispiels

Ein Kraftfahrzeugrad 1 hat eine Felge 2 und eine Radschüssel 3. Auf der Radschüssel 3 ist ein nicht näher dargestellter, schlauchloser Reifen 4 befestigt, der über einen Luftanschluß 5 mit Druckluft versorgt wird.

Zu diesem Zweck ist zum Luftanschluß 5 eine Leitung 6 geführt, in die ein Reifendruck-Steuerventil 7 eingesetzt ist, das über eine Versorgungsleitung 8, die von einer nicht dargestellten Drehdurch­ führung herangeführt ist, an eine Druckluftquelle angeschlossen ist.

Das Reifendruck-Steuerventil 7 hat ein Ventilgehäuse 9, welches ei­ nen mit der Leitung 8 verbundenen ersten Ventilgehäuse-Anschluß 10 und einen über die Leitung 6 mit dem Reifeninneren in Verbindung stehenden, zweiten Ventilgehäuse-Anschluß 11 hat. Zwischen den bei­ den Anschlüssen 10 und 11 ist im Ventilgehäuse 9 ein Ventilsitz 12 angeordnet, der eine Durchlaßöffnung 13 umgibt. Dieser Ventilsitz 12 unterteilt eine Ventilkammer in zwei Teilkammern 14 und 15. Mit dem Ventilsitz 12 arbeitet ein Ventilschließkörper 16 zusammen, beide Teile bilden ein Sitzventil 12/16.

Am Ventilschließkörper 16 ist über einen Ansatz 17 ein Steuerkolben 18 befestigt, der in der Teilkammer 15 axial verschiebbar ist. An­ statt eines Steuerkolbens 18 kann hier auch eine Membran verwendet werden, deren Innenteil gleichzeitig Ventilschließkörper ist.

In das Ventilgehäuse 9 ist eine Abschlußwand 19 eingesetzt, die ei­ ner Ventilfeder 20 als Anlage dient. Ihr freies Ende liegt am Ven­ til-Schließkörper 16 an und ist bestrebt, diesen auf seinem Ventil­ sitz 12 zu halten.

Das Sitzventil 12/16 und der Kolben 18 mit Ansatz 17 und die Feder 20 bilden die beweglichen Teile des Steuerventils 7. Sie liegen auf einer Achse 21, die senkrecht auf einer Rotationsachse 22 des Fahr­ zeugrades 1 steht. Und die beweglichen Teile des Steuerventils 7 sind im Abstand eines Einbauradius R von der Rotationsachse 22 ange­ ordnet.

Wirkungsweise

Gewöhnlich ist das Steuerventil 7 geschlossen, indem der Schließkör­ per 16 des Sitzventiles 12/16 von der Feder 20 auf seinem Ventilsitz 12 gehalten wird. Zum Füllen des Reifens wird der Druck in der Lei­ tung 8 erhöht. Dieser Druck wirkt in der Teilkammer 14 auf den Schließkörper 16. Beim Erreichen einer gewissen Druckhöhe wird das Sitzventil 12/16 gegen die Kraft der Feder 20 aufgedrückt. Luft von der Versorgungsseite kann nun über die Leitung 6 zum Reifen gelan­ gen. Dabei bestinmmen die wirksame Fläche des Kolbens 18 und die Kraft der Feder 20 die Schließkraft des Ventils. Der Reifendruck wird erhöht.

Soll der Reifendruck gesenkt werden, dann ist zunächst ein Druckstoß notwendig, damit das Sitzventil 12/16 öffnet. Dann wird der Druck von der Versorgungsseite her langsam abgesenkt. Dabei verbleibt das Sitzventil 12/16 in seiner Offenstellung. Nur bei schlagartigem Absenken des Druckes geht es in die Schließstellung.

Durch den besonderen Einbau des Reifendruck-Steuerventils wirkt bei Drehung des Rades 1 zusätzlich zur Schließkraft des Steuerventils die Fliehkraft auf die beweglichen Teile des Ventils, das sind der Schließkörper 16 des Sitzventils 12/16, der Kolben 18 und die Feder 20. Der Druck, bei dem sich das Reifendruck-Steuerventil 7 selbsttä­ tig schließt, wächst dadurch quadratisch mit der Fahrgeschwindig­ keit. Durch Variation des Produktes aus Masse der beweglichen Teile und des Einbauradius R kann ein fahrgeschwindigkeitsabhängiger Schließdruck des Sitzventils 12/16 vorbestimmt werden.

Claims (2)

1. Reifendruck-Steuerventil für eine Reifendruck-Regeleinrichtung an einem Kraftfahrzeug-Rad, mit einem, eine Ventilkammer einschließen­ den Ventilgehäuse, das einen zum Erhöhen bzw. Reduzieren des Rei­ fendruckes belüftbaren ersten Ventilgehäuse-Anschluß und einen mit dem Reifeninneren in Verbindung stehenden zweiten Ventilgehäuse-An­ schluß aufweist und mit einem zwischen dem ersten und dem zweiten Ventilgehäuse-Anschluß angeordneten, eine Durchlaßöffnung umgebenden Ventilsitz, der die Ventilkammer in zwei, jeweils mit einem der Ven­ tilgehäuse-Anschlüsse verbundene Teilkammern unterteilt, und mit ei­ nem mit dem Ventilsitz als Sitzventil zusammenarbeitenden Ventil­ schließkörper, der an einem in einer der beiden Teilkammern axial verschiebbaren Steuerkolben befestigt ist und unter Federdruck gegen seinen Ventilsitz gedrückt wird, dadurch gekennzeichnet, daß die be­ weglichen Teile (Schließkörper 16 des Sitzventils 12/16, Kolben 18, Feder 17) auf einer Achse (21) liegen , die senkrecht zur Rotations­ achse (22) des Fahrzeugrades angeordnet ist.

2. Reifendruck-Steuerventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß durch Variation des Produktes aus der Masse der beweglichen Tei­ le (Schließkörper 16 des Sitzventils 12/16, Kolben 16 und Feder 17) einerseits und der Größe des Einbauradius (R) am Fahrzeugrad (1) an­ dererseits ein fahrgeschwindigkeitsabhängiger Schließdruck des Sitz­ ventils (12/16) vorbestimmbar ist.