AUF DEM FAHRZEUGRAD INTEGRIERTES PUMPSYSTEM
BEZEICHNUNG DER ERFINDUNG
Ein im Radkasten oder im Radkranz von Fahrzeugen eingebautes Pumpensystem, um die Lüftströmung zum und vom Fahrzeugreifen zu steuern und den Druck in den Reifen von Fahrzeugen zu regeln.
TECHNISCHES GEBIET
Der Gegenstand der Erfindung bezieht sich auf ein im Radkasten oder im Radkranz von Fahrzeugen eingebautes Pumpaggregat, welches aus einem Zylinder besteht, der Teil des Radkastens oder des Radkranzes ist und in drei in Reihe angeordnete Zylinder unterteilt ist. Ein kleiner geregelter Gleichstrommotor mit einem Gewindezahnrad, welches in einem Metallgehäuse in diesem Zylinder befestigt und dessen Rad in der Gewindebohrung der Kolbenstange montiert ist. Der Kolben besitzt zwei Kolbenscheiben, die so angeordnet sind, dass sich der untere Kolben im mittleren Zylinder befindet und mit Löchern versehen ist. Dieser mittlere Zylinder enthält eine Flüssigkeit (magnetisches Öl). Das Öl fließt also durch diese Löcher und sorgt für Dämpfung - und mit Hilfe einer Feder oder mehr als einer Feder, die auf bestimmte Art und Weise befestigt ist bzw. sind, setzt dies dem Luftdruck Widerstand entgegen und trägt beim Pumpen von Luft in den Reifen und dem Ablassen von Luft aus dem Reifen zum Aufblasen bei.
ALLGEMEINER STAND DER TECHNIK
Der Gegenstand der Erfindung kann zwar andere Verwendungen haben, er ist aber insbesondere zum Einsatz im Radkasten oder im Radkranz von Personenkraftwagen geeignet. Beim Militärfahrzeug Hummer trifft man auf ein System, welches die Luftmenge in den Reifen regeln kann. Dieses System lässt sich bei Personenkraftwagen nicht realisieren, weil dafür kein Platz vorhanden ist und Hindernisse im Verlauf der Rohrleitungen vorhanden sind. Und dieses System bietet Fahrzeugsicherheit und Komfortmerkmale.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG UND VORTEILE
Ein Pumpaggregat bestehend aus einem Zylinder, der in drei aufeinander folgende, in Reihe angeordnete Zylinder unterteilt ist, welcher Teil des Radkastens oder des Radkörpers oder des Radkranzes ist und die Mitte des Radkastens und seine Kreisfläche auf eine Art und Weise verbindet, so dass die Achse des Zylinders durch die Mitte des Radkastens oder des Radkranzes verläuft. Am Ende der Radmittenseite des Zylinders ist ein geregelter Motor in einem Metallgehäuse befestigt, wobei das Zahnrad derart mit einem Gewinde versehen ist, dass es in die Gewindebohrung der Kolbenstange (um einen Kopf einer Flasche und eine verschlussähnliche Beziehung zu bilden) passt, welche zwei Kolben besitzt, die als oberer Kolben und als unterer Kolben bezeichnet werden, auf die in senkrechter Stellung wie in Figur 3 dargestellt verwiesen wird. Eine Feder, die zwischen dem oberen Kolben und dem unteren Ende des Zylinders im Rad angebracht ist, um dem durch die Luft im Rad ausgeübten Druck Widerstand zu bieten und den Motor beim Pumpen der Luft in der Reifen zu unterstützen, weil jede Umdrehung des Motorgetriebes den Kolben axial um einen
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bestimmten Betrag in beiden Richtungen, abhängig von der Richtung der Getriebeumdrehung, die durch das an den Motor angeschlossene Steuersystem durch ein Loch am seitlichen Radmitten-Ende des Zylinders geregelt wird, bewegt; eine weitere Feder, welche zwischen dem oberen Teil des zweiten Zylinders oder dem mittleren Zylinder und dem Oberteil des unteren Kolbens zum gleichen Zweck wie die andere Feder angebracht ist. Ein Druckgeber, welcher an die kleinen geregelten Durchgangsoffnungen des unteren Kolbens und an den Motor angeschlossen ist, um die Bewegungen sowohl des Motors als auch der Durchgangsoffnungen zu harmonisieren. Der zweite Zylinder ist mit einer Flüssigkeit gefüllt, bei der es sich um magnetisches Öl oder ein beliebiges anderes Öl oder Wasser handeln kann. Es ist jedoch besser, wenn magnetisches Öl verwendet wird, weil es als sehr guter Dämpfer wirkt und bei Verwendung eines geregelten Magnetflusses, der sich aus einem im unteren Teil des zweiten Zylinders eingebauten elektrischen Systems ergibt, nützlich sein kann, um die Flüssigkeit zum unteren Teil des zweiten Zylinders anzuziehen, welcher den Kolben beim Aufwärtsfahren und somit das Aufblasen des Reifens zu unterstützen.
Ein derartiges Pumpsystem bedarf beim Einbau eines sehr kleinen Volumens und ist in der Herstellung sehr einfach realisierbar. Es kann einem Personenkraftwagen oder jedem anderen Fahrzeug Sicherheit und Komfortmerkmale verleihen. Denn es ist besser, den Luftdruck im Reifen bei bestimmten Bedingungen wie bei Fahrt mit hoher Geschwindigkeit und bei Straßen voller Löcher oder mit niedriger Geschwindigkeit beim Verlassen der Straße zu regeln. Ein derartiges System ermöglicht die Regelung des Luftdrucks im Reifen; darüber hinaus enthält es keine empfindlichen Teile und komplizierte Einstellungen, wodurch es dauerbeständig und belastungsfest wird und ihm eine lange, wartungsfreie Lebensdauer verleiht.
DARSTELLUNG DES STANDS DER TECHNIK
Pumpsysteme, die gemäß dem Gegenstand der Erfindung aufgebaut sind, sind nach dem Stand der Technik nicht bekannt. Es gibt jedoch ein in den Hummer-Jeep eingebautes System, welches dem Fahrzeug die gleichen Merkmale verleiht, wie meine Erfindung. Dieses System ist von meiner Erfindung völlig verschieden, weil es aus einer Pumpe oberhalb der Räder besteht, welche die Luft zum Reifen pumpt und sie dem Reifen entzieht. Darüber hinaus kann das Reifenpumpsystem im Hummer nicht in einen Personenkraftwagen eingebaut werden, weil es dafür keinen Platz gibt und die Führung der Rohrleitungen behindert wird; meine Erfindung kann jedoch auf jeden Radkasten oder Radkranz oder Radkörper angewendet werden - angefangen von einem bestimmten Radkasten oder einer bestimmten Radkranzgröße, wobei die Zahl der Zylinder in einem einzigen Rad vom Gewicht des Fahrzeugs und der Größe des Rades bzw. Reifens abhängig ist.
KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
Andere Vorteile der vorliegenden Erfindung werden leichter erkannt, da diese unter Bezugnahme auf die folgende detaillierte Beschreibung in Verbindung mit den Begleitzeichnungen besser verständlich werden, worin:
FIGUR 1 eine Seitenansicht der bevorzugten Ausführung des Gegenstandes der Erfindung ist, worin die Lage im Radkasten oder Radkranz oder im Radkörper und die
Stellung dargestellt ist.
Die Zahl der Zylinder in einem Rad sind bezogen auf die Mitte symmetrisch verteilt; FIGUR 2 eine Draufsicht des Zylinders ist, in dem die Ausführung des Gegenstandes der Erfindung enthalten ist;
FIGUR 3 eine Querschnittdarstellung ist, die im wesentlichen entlang der Linie 1-1 von Figur 2 aufgenommen ist, wobei der Zylinder in senkrechter Lage dargestellt ist, um das Verständnis bei Bezugnahme auf die unterschiedlichen Teile dieses Systems zu erleichtern. In Figur 3 nehme ich durch die Zahl 13 Bezug auf den ganzen Kolben und durch (5) auf die obere Kolbenscheibe sowie durch (6) auf den unteren Kolben und durch 12 auf die Gewindebohrung, um Verwechslungen vorzubeugen und Klarheit in die Erläuterungen zu bringen;
FIGUR 4 unterschiedliche Komponenten des Systems zeigt, welches in den Radkasten oder Radkranz bzw. Radkörper eingebaut ist;
FIGUR 5 einige Teile dieses Systems darstellt, jedoch mit unterschiedlichen Abmessungen und unterschiedlicher Einbauart, die bei der Herstellung dieses Systems und beim Verständnis desselben nützlich sein könnte.
BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
Ein entsprechend dem Gegenstand der Erfindung und seiner allgemeinen Darstellung in Figur 3 aufgebautes geregeltes Pumpsystem, welches im Radkasten oder Radkranz bzw. Radkörper entsprechend der Darstellung in Figur 1 eingebaut ist. Die Zahl der Zylinder mit den Pumpsystemen im Innern eines Rades reicht in Abhängigkeit von der Größe des Rades und dem Radkasten oder Radkranz sowie dem Gewicht des Fahrzeugs von zwei bis fünf oder eventuell sechs. Die Zylinder mit den Pumpsystemen müssen symmetrisch eingebaut werden, um den Gewichtsausgleich des Rades aufrechtzuerhalten.
Das Pumpsystem in Figur 3 besteht aus einem im Innern des Radkastens oder Radkranzes (Figur 1 ) angebrachten Zylinder (11), der in drei aufeinander folgende in Reihe angeordnete kleine Zylinder unterteilt ist. Dieser Zylinder enthält einen Doppelkolben (13), der auf einem Gewindemotorzahnrad (14) am unteren Ende des Kolbens (12), welcher die Form einer Gewindebohrung hat, befestigt ist. Der Motor (20) ist im Motorgehäuse (18) befestigt und die Drehung des Motors wird durch ein Steuersystem (25) geregelt, welches über einen Draht, der durch Öffnung (19) am Radmitten-Seitenwende des Zylinders hindurchgeführt ist, angeschlossen. Dieses Steuersystem regelt auch die Öffnungs- und Schließvorgänge der Durchgangsoffnungen (7) des unteren Kolbens (6). Der zweite kleine Zylinder ist mit einer bestimmten Flüssigkeit (empfohlen wird magnetisches Öl) gefüllt. Das magnetische Öl wirkt als gutes Dämpfungsmittel; wenn die Durchgangsoffnungen (7) also geöffnet sind, ist es dem Kolben aufgrund der von einem Teil des zweiten Zylinders fließenden Flüssigkeit nur möglich eine sehr langsame und gedämpfte Bewegung durch die gesteuerten Durchgangsoffnungen (7) bei sich im Betrieb befindlichen Pumpensystem auszuführen, selbst dann, wenn der Reifenluftdruck plötzlich auf den Kolben (13) wirkt.
Bei jeder Umdrehung des Motorgetriebes (14) wird der Kolben (13) also um einen bestimmten Betrag bewegt und die Richtung (nach oben oder nach unten) der Kolbenbewegung ist abhängig von der Drehrichtung des Motorgetriebes (14). Die Auslegung des Motors (20) muss mit niedriger Drehzahl/hohem Drehmoment gewählt werden, eventuell kann er aber die Bewegung des Kolbens allein, auf den der Luftdruck im Reifen über die Öffnung (22) ausgeübt wird, nicht bewältigen. Aus diesem Grund ist es notwendig eine Feder (16) mit einer spezifischen Konstante k zu haben,
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welche zwischen dem oberen Kolben (5) und dem oberen Ende des Zylinders im Rad montiert ist, um dem durch die Luft im Reifen auf den Kolben (13) ausgeübten Druck Widerstand zu leisten und den Motor beim Pumpen der Luft in den Reifen zu unterstützen, weil jede Umdrehung des Motorgetriebes den Kolben axial um einen bestimmten Betrag in einer von zwei Richtungen in Abhängigkeit von der Umdrehung des Getriebes bewegt, welches durch das an den Motor über eine Öffnung (9) mit dem Radmitten-Seitenende des Zylinders verbunden ist. Eine weitere Feder (27) ist zwischen dem oberen Teil des zweiten Zylinders und dem unteren Kolben (6) zum gleichen Zweck wie die andere Feder angebracht. Ein an der Durchgangsöffnung (22) beim Steuersystem angebrachter Druckgeber steuert die Funktion und die Richtung des Motors und öffnet und schließt gleichzeitig die Öffnungen (7). Auf diese Art und Weise wird die Lebensdauer des Motors verlängert und die erforderliche Verdrängung bzw. Bewegung wird genauer, weil der Motor nicht mehr den gesamten durch die Luft im Reifen ausgeübten Druck bewältigen muss, sondern nur einen sehr kleinen Teil davon.
Das Motorgehäuse oder der Motorkasten (18) besitzt eine Öffnung in der Wand (19), durch welche Luft in den Teil des Zylinders hinein- und herausströmt, wodurch eine sanfte Bewegung des Kolbens (13) möglich wird.
Die Länge der Motorstange (15) muss etwas größer sein als die Höhe der Gewindebohrung des Kolbens im unteren Teil der Kolbenstange (12), um Reibung zwischen dem Kolben (13) und dem Motorgehäuse (18) zu verhindern. Am Oberteil des Motorgehäuses befindet sich auch ein Hartgummi (25), welcher als Dämpfungsglied für den Kolben (13) in der untersten Kolbenstellung dient.
Auf diese Art und Weise ermöglicht das Pumpsystem im Rad das Pumpen von Luft in den Reifen und das Ablassen von Luft aus dem Reifen sowie die Regelung des Luftdrucks im Reifen in unterschiedlichen Situationen. Diese Abläufe werden durch eine Regelstrecke geregelt, welche über die Radmitte und über die Öffnung (19) an den Motor angekoppelt ist und Kommandos vom Druckgeber, der bei (22) angeordnet ist, entgegennimmt. Diese Gates oder Durchgangsoffnungen (7) werden nach jeder Bewegung des Kolbens (6) bei Erreichen des erforderlichen Drucks geöffnet und geschlossen. Aufgrund dieser unterschiedlichen Zustände sind die auf das Gewindezahnrad (14) des Motors ausgeübten Kräfte sehr gering: Bei geschlossenen Durchgangsoffnungen (7) sind die auf das Zahnrad wirkenden Kräfte null, wenn sich keine Flüssigkeit zum anderen Teil des zweiten Zylinders bewegt. Und wenn sich der Kolben (13) nach unten bewegt, sind die Durchgangsoffnungen (7) offen und nur geringe Flüssigkeitsströmungen fließen durch die Durchgangsoffnungen (7) und gestatten eine langsame, gedämpfte Verdrängung bzw. Bewegung des Kolbens (6). Die Flüssigkeit sowie auch die Federn wirken als Dämpfer, weil sie der Abwärtsbewegung des Kolbens (13) Widerstand leisten. Wenn sich der Kolben zum Beispiel angefangen bei der untersten Stellung nach oben bewegt, ist die vom Motor zum Aufpumpen des Reifens geforderte Kraft von geringer Größenordnung, weil die Federn mit einem bestimmten K-Wert zu wählen sind, um den Kolben gegen den Luftdruck des Reifens zu bewegen. Zur weiteren Gewährleistung der Beständigkeit dieses Systems kann durch Aufbau eines elektrischen Stromkreises im unteren Teil des zweiten Zylinders auch ein Magnetfluss erzeugt werden, der zu Beginn des Pumpvorgangs (aufwärts) so aktiviert wird, dass die magnetische Flüssigkeit durch einen Magnetfluss angezogen wird, um den unteren Teil des zweiten Zylinders zu füllen, wobei eine Aufwärts-
kraft entsteht, die auf den Kolben (6) angelegt wird, wodurch das Motorgetriebe wesentlich entlastet wird.
Die Erfindung wurde auf anschauliche Art und Weise beschrieben und es ist davon auszugehen, dass die verwendete Terminologie dem Wesen der Wörter als Beschreibung und nicht als Einschränkung dienen sollen.
In Anbetracht der vorstehenden Lehren liegt es auf der Hand, dass viele Modifikationen und Variationen der vorliegenden Erfindung möglich sind. Deshalb ist davon auszugehen, dass im Rahmen der angefügten Patentansprüche, bei denen Bezugsziffern verwendet werden, lediglich zur Bequemlichkeit dienen und keineswegs einschränkend sein sollen, die Erfindung anderweitig als speziell beschrieben verwirk-