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Luftdrucküberwachungseinrichtung, insbesondere für Fahrzeugreifen
Die Erfindung betrifft eine Luftdrucküberwachungseinrichtung, insbesondere für Fahrzeugreifen,
mit einem ein Signalorgan aufweisenden Gehäuse, das mit dem zu überwachenden Druckbehälter
mit einer durch Kolben und Federn mittels eines Abschlußorgans beeinflußten Ausströmöffnung
in Verbindung steht, wobei zum Verschluß der Ausströmöffnung ein Ventil dient, dessen
Schaft zentral im Gehäuse geführt ist.
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Es ist bereits vorgeschlagen, eine Anzeigevorrichtung zu verwenden,
bei der das Sinken des Luftdruckes in einem Luftschlauch unter ein gewisses Maß
selbsttätig eine Signalvorrichtung anstellt. Hierzu dient ein unter Federdruck stehender
Stift, der sich gegen den Luftschlauch stützt. Sinkt der Luftdruck, so gibt der
Stift einen unter Federdruck stehenden Schlagbolzen frei, der eine Signalvorrichtung
auslöst. Der Schlagbolzen ist in einer zum Auslösestift senkrechten Ebene drehbar
gelagert. Eine Zugfeder ist bestrebt, den Hebel in die signalgebende Stellung zu
ziehen. Eine zweite Feder drückt den Hebel nach unten, damit er auch bei den Erschütterungen
des Fahrzeuges in der Sperrlage gehalten wird, solange der Stift unter dem Druck
im Luftschlauch angehoben ist. Nun darf eine derartige Einrichtung in ihren äußeren
Abmessungen gewisse Maße nicht überschreiten, damit sie durch die Felge und denn
Reifen gegen Beschädigungen gesichert ist und Hindernisse auf der Straße die Einrichtung
nicht etwa abreißen. Diese Beschränkung in den Abmessungen ermöglicht nicht, eine
kräftige Feder für die Schlagbolzen unterzubringen. Hierin dürfte auch der Grund
liegen, warum derartige Einrichtungen sich bisher nicht eingeführt
haben.
Ein betriebssicheres Arbeiten ist unter diesen Umständen nicht gewährleistet.
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Weiter ist eine Ausführung bekannt, nach welcher ein unter Federdruck
stehender, sich gegen den Luftschlauch abstützender Stift beim Sinken des Luftdruckes
einen in einer senkrecht zum Stift liegenden Ebene drehbaren, gleichfalls unter
Federdruck stehenden Schlagbolzen zum Auslösen einer Signalvorrichtung freigibt,
wobei die Verwendung einer einzigen Feder für den den Schlagbolzen tragenden Hebel,
die auf dessen Drehachse gelagert ist und ihn, sowohl in der Richtung nach dem Luftschlauch
hin zu bewegen als auch in der Richtung nach der Signalvorrichtung hin zu drehen
bestrebt ist, vorgesehen ist. Abgesehen von der Kompliziertheit dieser Einrichtung
ist diese nach einer einmal erfolgten Signalgabe, welche durch Herausstoßen eines
Pfropfens unter einem Knall erfolgt, unmittelbar nachher nicht wieder betriebsbereit.
Dies kann unter Umständen von großem Nachteil sein.
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Eine Vorrichtung, bei welcher durch Druckveränderungen infolge Federkraft
eine in einem Hohlzylinder angeordnete Lochsirene das signalgebende Mittel darstellt,
ist infolge leichten Verschmutzens, insbesondere bei Autoreifen, sehr unzuverlässig.
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Die Erfindung beseitigt diese Nachteile dadurch, daß das Ventil im
Gleichgewichtszustand zwischen dem auf den Kolben einwirkenden Luftdruck einerseits
und der Kraft von Gegenfedern andererseits ist und daß zum öffnen dieses Ventils
zwecks Betätigung der Signaleinrichtung im Gehäuse zwei das Ventil durch die Kolbenbewegung
mechanisch steuernde Einrichtungen vorgesehen sind:, deren eine bei Unterschreitung
eines bestimmten Luftdruckes anspricht, während die andere bei Überschreitung dieses
Druckes wirksam ist. .
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In der Zeichnung zeigen die Fig. I, 3, 4 und 5 ein Ausführungsbeispiel
und eine Abänderung der Erfindung im Längsschnitt. Fig. 2 ist ein zugehöriger Querschnitt.
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Die Einrichtung ist in Fig. I in ihrer Stellung bei normalem Luftdruck
dargestellt, während die Fig.4 und 5 Endstellungen erläutern;, die Fig. 3, die eine
Abänderung darstellt, zeigt die Einrichtung in jener Stellung, in der das Signal
abgegeben wird.
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In den Figuren bedeutet I ein Gehäuse, das die Einrichtung einschließt
und insbesondere auch, als Ausführungsbeispiel, eine Signalpfeife 2 umfaßt. Das
Gehäuse wird von einer Grundplatte 3 getragen, die sowohl der Befestigung als insbesondere
auch dem Anschluß an den Druckbehälter dient. Dies geschieht mittels des Schraubgewindes
4. Da die dargestellten Ausführungsbeispiele insbesondere zur Verwendung bei Automobilen
gedacht sind, soll die Grundplatte 3 zur zusätzlichen Befestigung am Radkörper ausgebildet
sein und insbesondere auch das Abschlußgewinde 4, das auf den Ventilstutzen aufgeschraubt
wird, mit einem zentralen Druckstift 5 ausgestattet sein, der das Reifenventil nach
an sich bekannten Grundsätzen gelüftet hält. Im Innern des Gehäuses I befindet sich
ein Druckzylinder 6, in dem sich ein Druckkolben 7 mit einer Lederstulpdichtung
8 entgegen dem Druck mehrerer Federn bewegen kann. Der Luftdruck wirkt auf den Kolben
7 durch die Bohrung 9. Im Kolben eingebaut ist weiter ein Ausströmventil Io, das
durch eine Druckfeder Io' belastet sein kann. Dieses Ventil wird in den dargestellten
Beispielen von drei kleinen, doppelarmigen Hebeln II betätigt, die um den zentral
gelegenen Ventilschaft 12 herum verteilt sind. Sie sind in besonderen Stützorganen
13 gelagert, die aus gebogenen und mit einem Längsschlitz versehenen Blechen bestehen,
und greifen mit ihren äußeren Enden 14 durch entsprechende Schlitze in der Wand
des Kolbens 7 hindurch in ebenfalls entsprechend angeordnete Schlitze des Zylinders
6 hinein, wo sie mit den Fortsätzen 15 eines Ringes 16 bei Luftdruckabnahme zur
Abstützung kommen. Innerhalb des Kolbens 7 und zwischen den Hebeln II angeordnet
sind drei Druckfedern 17 zu sehen, die, durch Führungsbleche 18 am seitlichen Ausweichen
verhindert, dem Kolben 7 gegen den Luftdruck drücken und sich andererseits gegen
einen Schraubdeckel I9 bzw. ein ventiltellerförmiges Organ 2o in der Abänderung
der Fig. 3: abstützen. Der Ventilschaft 12 bzw. 12' ist in einer Büchse 2I des Schraubdeckels
I9 bzw. in dem ventiltellerförmigen Teil 2o geführt.
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Innerhalb des Kolbens 7 ist noch ein zweiter Satz von drei kürzeren
Druckfedern 22 angeordnet, die sich ebenfalls auf die Verschraubung I9 (bzw. den
Tellerteil 2o) einerseits abstützen, andererseits aber auf die Lagerung 13 der doppelarmigen
Hebel II drücken. Die Federn 22 wirken also normalerweise ebenfalls so wie die Federn
17 auf den Kolben 7, dem sie gegenüber dem herrschenden Luftdruck in Gleichgewicht
halten, wie dies in Fig. I zu sehen ist.
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Der bereits erwähnte Ring 16 mit den Fortsätzen 15, mit denen die
äußeren Enden 14 der doppelarmigen Hebel i i zur Abstützung kommen, kann mittels
des herausragenden Stiftes 23 nach links oder rechts entgegen der Wirkung einer
Biegefeder 24 verdreht werden. Dadurch kommen die Fortsätze mit den Hebelenden 14
außer Eingriff, wodurch die ganze Einrichtung unwirksam gemacht werden kann. BeimLoslassen
des Stiftes 23 trachtet jedoch die Feder 24, den Ring 16 mit den Forts.ätzen
15
wieder in die Arbeitslage zurückzubringen.
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In den Fig. i, 2, 4 und 5 ist eine Signalpfeife 2 seitlich am Gehäuse
i zu sehen. Die Luft, die in geöffneter Lage des Ventils (s. Fig. 3 und 5) hinter
den Kolben gelangt, kann durch den Kernspalt 25 der Pfeife ausströmen und bringt
diese zum Ertönen. In der Variante nach Fig.3 ist bloß .die Pfeife anders, und zwar
in axialer Fortsetzung des Kolbens angebracht. Die Wirkungsweise ist im übrigen
die gleiche. Nur ist in Fig. 3 noch eine weitere Dichtung 26 zu sehen, die hier
notwendig ist, um den Pfeifenraum gegenüber dem Raum hinter dem Kolben 7 abzuschließen.
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Die Signaleinrichtung nach den dargestellten Beispielen wirkt wie
folgt: In der in Fig. i dargestellten Lage pflanzt sich her Luftdruck aus dem Ans:chluß
4 durch die Bohrung 9 in den Raum vor
dem Kolben 7 fort,
der durch die Lederdichtung 8 und das geschlossene Ventil Io luftdicht abgeschlossen
ist; der Luftdruck hält der Summe der Kräfte der Federn 17 und 22 das Gleichgewicht
(Fig. I). Solange der Luftdruck sich nicht ändert, geschieht weiter nichts. Sinkt
jedoch der Luftdruck, so bekommt die Federkraft das Übergewicht und schiebt den
Kolben etwa bis in die in Fig. 3 dargestellte Lage. Man sieht, daß die Enden der
doppelarmigen Hebel II an den Fortsätzen 15 des Ringes 16 zur Abstützung gekommen
sind, wodurch das Ventil Io geöffnet wurde. Die Luft gelangt hinter den Kolben 7
und tritt beim Kernspalt 25 aus, wodurch die Pfeife ertönt. Durch das Austreten
der Luft jedoch sinkt alsbald der Luftdruck. Die Federn bekommen weiterhin die Überhand,
und der Kolben 7 wird weiter nach links geschoben. Dies hat schließlich zur Folge,
daß das Ventil Io am Bodenstück 3 aufsitzt. Die Federn 22 können sich nun nicht
weiter entspannen, weil sich der Hebel II einerseits am Fortsatz 15 und andererseits
an einer bestimmten Stelle der Ventilstange 12 abstützt und dadurch den weiteren
Weg der Federn 22 sperrt. Die Lagerung I3 kann dem nach links gehenden Kolben 7
nicht mehr folgen und hebt sich innen vom Boden des Kolbens 7 ab. Nunmehr drücken
nur noch die Federn 17, dem Luftdruck entgegen., den Kolben 7 weiter nach links.
Es wird also eine gewisse Rastpause ergeben, während welcher die Pfeife so lange
ertönt, bis die reduzierte Federkraft der Federn I7 allein, und zwar ohne die Federn
22, die bereits abgestützt sind, den Kolben 7 ganz in die in Fig. 4 dargestellte
Endstellung geschoben haben. Wie man sieht, ist in dieser Endstellung das Ventil
Io abermals geschlossen, es kann keine Luft mehr austreten, die Pfeife ertönt nicht
mehr, und der Druck im Behälter bleibt in etwas verminderter Höhe weiter erhalten.
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Die Fig. 5 stellt den umgekehrten Fall dar, nämlich jenen, in dem
aus irgendeiner Ursache der Druck im angeschlossenen Behälter übermäßig hoch angestiegen
ist. Beispielsweise kann dies in Autoreifen durch übermäßige Erwärmung stattgefunden
haben. Man ersieht aus Fig. 5, daß das Ende des Ventilschaftes I2 an einer kleinen
Kugel 27 im Führungsteil 2I -zum Anschlag gekommen ist, wodurch das Ventil Io ebenfalls
geöffnet wurde. Nun kann die Luft so lange entweichen, bis der normale Druck wiederhergestellt
ist, worauf unter dem Einfluß der Federn 17 und 22 der Kolben 7 wieder so weit nach
links zurückgegangen ist, daß das Ventil Io wieder auf seinem Sitz aufsitzt. Es
kann dabei, wie in Fig. 5 angedeutet, der Kolben 7 den Kernspalt 25 so weit abschließen,
daß wohl Luft entweichen kann, die Pfeife jedoch nicht zum Ertönen kommt. Es kann
aber auch die Einrichtung so getroffen sein., daß auch im Falle des geschilderten
Abblasens bei Überdruck der volle Querschnitt des Kernspaltes 25 freigegeben bleibt
und daher auch in diesem Falle die Pfeife zum Ertönen kommt. Letzteres wird insbesondere
bei Verwendung des Überwachungsgerätes an stationären Luftkesseln vorteilhaft sein.
Ausdrücklich erwähnt sei, daß anstatt der in den dargestellten und beschriebenen:
Ausführungsbeispielen angeordneten Pfeifen auch eine Sirene, gegebenenfalls auch
ein. elektrischer Kontakt oder eine beliebige andere Alarmvorrichtung vorgesehen
sein könnte.
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Auch könnte das Ventil Io beispielsweise durch eine Schieberanordnung,
insbesondere durch einen Rundschieber, ersetzt sein.
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Im Falle der Verwendung des Überwachungsgerätes bei Automobilen muß
das Gerät zum Aufpumpen der Reifen abgenommen werden. Beim Wiederanschrauben öffnet
der Stift 5 das Reifenventil, die eindringende Luft findet den Kolben in Stellung
der Fig. 4 vor und schiebt ihn nach rechts, wodurch er erst einmal in die Stellung
der Fig. 3 gelangt; die Pfeife würde ertönen, der Luftdruck entweichen, bis das
Ventil wieder in die geschlossene Stellung der Fig. 4 kommt. Um dies zu verhindern,
ist der mit den Fortsätzen 15 und dem Stift 23 ausgestattete Ring I6 vorgesehen.
Dieser Ring wird mittels des Stiftes 23 vor dem Anschrauben in Richtung des Pfeiles
in Fig.2 verdreht. Dadurch schnappen die Enden 14 (Fig. 1, 3, 4) der doppelarmigen
Hebel II nach links, und es wird dadurch das Öffnen des Ventils bei später ansteigendem
Luftdruck vermieden. Zugleich aber verhindern die Enden 14 das Rückführen des Ringes
16 durch die Feder 24 in seine Normalstellung, solange nicht die normale Stellung
des Kolbens 7 gemäß Fig. I erreicht, da Ventil Io geschlossen und das Überwachungsgerät
wieder betriebsbereit ist. Der Ring 16 könnte gegebenenfalls statt einfach verdrehbar
auch als steilgängiger Schraubring ausgeführt sein und sich bei Verdrehen als Ganzes
aus dem Bereich der Hebelenden 14 entfernen.
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Bei der Montage des Überwachungsapparates an Autorädern ist infolge
der am Radumfang auftretenden Fliehkräfte auf zweierlei zu achten, nämlich sowohl
darauf, daß das Überwachungsgerät mittels der Grundplatte 3 am Rad befestigt ist
als auch darauf, daß die Achse des Kolbens mit dem Ventil ungefähr parallel zur
Radachse zu stehen kommt, da andernfalls, ungünstige Einwirkungen durch die beim
Fahren auftretenden Fliehkräfte zu befürchten wären.
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Wie bereits erwähnt, ist die Einrichtung auch für andere Zwecke, insbesondere
auch zur Drucküberwachung bei beliebigen Druckluftanlagen, vorteilhaft zu verwenden.