DE19633465C1 - Fahrbetrieblich wirksame Aufheizvorrichtung für Kraftfahrzeugreifen - Google Patents
Fahrbetrieblich wirksame Aufheizvorrichtung für KraftfahrzeugreifenInfo
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Description
Die Erfindung betrifft eine fahrbetrieblich wirksame Aufheizvorrichtung für Kraftfahrzeugreifen
gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
Kraftfahrzeugreifen wurden bisher - hauptsächlich zu Rennzwecken - im Stand mit
radialen elektrisch betriebenen Heizdecken, welche zu diesem Zweck um die Reifen
gelegt wurden, aufgeheizt (DE-40 19 447 A1).
Dies erforderte zuzüglich der dazu benötigten Standzeit des (Renn)fahrzeugs
auch eine externe Stromquelle. Auch hier kann der hierbei erzielte haftreibungsbegünstigende
Heizwert der jeweiligen Reifenlaufflächen aus verschiedenen Gründen während des
Fahrbetriebes wieder zu weit absinken.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, die bekannte Aufheizvorrichtung
der eingangs genannten Art netzunabhängig zu machen.
Gelöst wird diese Aufgabe durch Merkmale im Anspruch 1. Vorteilhafte
Ausgestaltungen sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet.
Bei der erfindungsgemäßen fahrbetrieblichen wirksamen Aufheizvorrichtung werden die
Reifen von Kraftfahrzeugen im Fahrbetrieb durch jeweils eine daran unter spezifischem
(Feder)druck anliegende axial drehbewegliche Reifenheizrolle aufgeheizt, indem dabei
deren den Haftreibungswert begünstigende Wärmeenergien jeweils auf die
(Profil)laufflächen transmittiert werden, und zwar in dem Maße, wie es die optimalste
Reifenhaftreibung auf bituminösem Fahrbahnbelag je nach der Umgebungstemperatur erfordert.
Als zentrale Steuereinheit für diese fahrbetriebliche Reifenaufheizvorrichtung dient ein
elektronisches Steuergerät, welches bei Zuschaltung der Stromzufuhr von einem
Betätigungsschalter aus alle Reifenheizrollen durch das simultane, kurzzeitige Ansteuern
spezifischer elektromagnetischer Schubsteller an die fahrbetrieblich rotierenden
Reifenlaufflächen schwenkt. Das elektronische Steuergerät schaltet dabei beim
Anschwenken der Heizrollen an die Reifen permanent definierte Heizströme
über jeweils zwei statische Kohlebürsten (+; -) in die dann rotierenden, anliegenden
Kollektor-Schleifringe dieser Heizrollen.
Diesen Kollektor-Schleifringen ist jeweils ein spezifisch definiertes Widerstand-
Heizelement zwischengeschaltet, welches jeweils in einem radialen,
reifenkontaktierenden sowohl relativ abriebfesten Kunststoffschichtbelag der Heizrollen
in entsprechenden, radial umlaufenden Windungsamplituden flächenkongruent zu den
aufzuheizenden Reifenlaufflächen verlegt/eingegossen ist, welches dann den Heizrollen-
Schichtbelag und die daran abrollende (Profil)lauffläche während des Fahrbetriebes auf
den gewünschten/erforderlichen fahrbahnhaftbegünstigenden thermischen Wert aufheizt.
Weiterhin ermittelt das elektronische Steuergerät mittels eines extern positionierten
(NTC/PTC-Widerstand)-Temperatursensors im Fahrbetrieb permanent die
Außentemperatur und dosiert proportional dazu - mittels elektronischen Abgriffs eines
diesbezüglichen internen Kennfeldes - die Heizströme zu den Reifen-Heizrollen, so daß
bei relativ niedriger Außentemperatur größere und bei relativ hoher Außentemperatur
geringere Heizströme von dieser zentralen Steuereinheit festgelegt werden,
wodurch der definitive Reifenlaufflächen-Heizparameter stets konstant gehalten wird.
Des weiteren ermittelt das elektronische Steuergerät mittels eines induktiven
Raddrehzahlgebers permanent im Fahrbetrieb die Fahrgeschwindigkeit, um dazu
proportional zur ermittelten Fahrgeschwindigkeit durch elektronischen Abgriff eines
weiteren Kennfeldes die Heizströme zu den jeweiligen Reifen-
Heizrollen zu dosieren, so daß bei relativ niedriger Fahrgeschwindigkeit größere, und bei
relativ hoher Fahrgeschwindigkeit geringere Heizströme vom Steuergerät
festgelegt werden, wodurch der Reifenlaufflächen-Heizparameter
im Hinblick auf die Geschwindigkeits-Reifen/Fahrbahn-Rollreibungserwärmung im
elektronischen Aufheizmodus stets konstant auf den haftreibungsbegünstigendsten Wert
eingestellt/gehalten wird.
Diese Fahrgeschwindigkeitsermittlung dient
gleichzeitig auch dazu, um bei Unterschreitung eines als relative Steuergröße definierten
Wertes von ca. 15 km/h bzw. 9 miles/h kurzzeitig simultan allle elektromagnetischen
Heizrollen-Rückschwenk-Schubsteller vom Steuergerät aus mit Betriebsstrom
anzusteuern, womit dann die jeweiligen Heizrollen
von den Reifenlaufflächen abgehoben werden und auch
bleiben, bis die Fahrgeschwindigkeit wieder diese relative Steuergröße überschreitet.
Weiterhin wird durch den Abgleich der Kennfelder simultan mit einem Zeitschaltuhr-
Stellglied ein intervallmäßig permanent fungierender
Reifenaufheizmodus - bei stetig eingeschalteter Vorrichtung (bei geschlossener
Schaltbrücke des Fahrzeugführer-Betätigungsschalters) - über den gesamten Fahrbetrieb
ermöglicht.
Die jeweiligen Reifen-Heizrollen sind - dem jeweiligen Rad zugeordnet - in einem
schwenkbeweglichen Bügelgestänge mittels beiderseitiger Kugellagerungen
drehbeweglich gelagert, welches jeweils durch einen spezifisch definierten Zugfeder-
Anzugswinkel einer an Chassis und eben diesem Gestänge angelenkten Zugfeder einen
beiderseitig symmetrisch in Reifenan- und -rückschwenkrichtung wirksamen
Übertotpunkt-Federschwenkmodus bis zum jeweiligen Endanschlag ausführen kann,
sofern die für die jeweilige Richtung jeweils vom elektronischen Steuergerät direkt (und
vom Fahrzeugführer-Betätigungsschalter indirekt) impulsierbaren elektromagnetischen
Schubsteller durch ihre kurzzeitige Funktionsauslösung an dem Schubzapfenschaft des
Bügelgestänges dasselbe über den Federtotpunktwinkelbereich hinaus in die gewünschte
Richtung geschwenkt haben.
Insbesondere bei kraftradspezifischen Reifenaufheizvorrichtungen dieser Art in dem
schwenkbeweglichen Bügelgestänge ein separater spezifischer Winkelnockenhebel
abgezweigt, welcher simultan zum Reifen-Anschwenken der jeweiligen Heizrolle auf ein
Zahnstangen-Schubelement einer selbsttätig retourschließbaren (Zahnrad-)
Kotflügelheizrollenfenster-Drehklappenmechanik auftrifft.
Der Vorderradkotflügel weist somit eine variable Fensterung bzw. einen Heizrollen-
Ausschnitt auf, welcher sich vor dem Auftreffen der Heizrolle auf
die Reifenlauffläche öffnet, und beim Rückschwenken wieder durch den Torsionsdruck
einer klappenaxial angelenkten Biegefeder geschlossen wird.
Die detaillierte Erläuterung über Aufbau und Funktion der dargestellten Erfindung
erfolgt im Anschluß anhand der Zeichnungen.
Es zeigen:
Fig. 1 Schaubild mit schaltungstechnischem Funktionsverlauf anhand
einer beispielhaften Installierung dieser Vorrichtung an einem
Kraftrad, sowie die detaillierte Aufschlüsselung aller
funktionsrelevanten Elemente.
Fig. 2 Lenkungsparallelführung des schwenkbaren Heizrollen-
Bügelgestänges sowie Arretierung der jeweiligen
Schubstellereinheiten an den mitlenkenden Lenkungsteilen von
ein- und mehrspurigen KFZ.
Fig. 3 Schaltfunktionsschema im Blockschaltbild des als zentrale
Steuereinheit fungierenden elektronischen Steuergeräts.
In der Fig. 1 ist das Schaubild mit schaltungstechnischem Funktionsverlauf anhand einer
beispielhaften Installierung dieser Vorrichtung an einem Kraftrad sowie die detaillierte
Aufschlüsselung aller funktionsrelevanten Elemente dargestellt.
Oben links ist das Schaubild der Installierung aller funktionsrelevanten Elemente
kraftspezifisch zu sehen.
Daraus geht vor allem die kompatible elektronische Einfügung dieser Elemente
hervor, welche nun mit der primären Stromquelle beginnend beschrieben werden.
Von (Starter)batterie (Klemme 30) aus fließt der Strom zum Zünd-Start-Schalter und
wird dort primär zwischengeschaltet.
Da die Betriebsstromzufuhr für diese elektrische Reifenaufheizvorrichtung (Aufheizvorrichtung) an der
Klemme 15 (Kl. 15) des Zünd-Start-Schalters anliegt/ihren Ursprung hat, kann dieselbe
erst im Fahrbetrieb über Leitungssicherung, Vorwiderstand sowie den
Betätigungsschalter zu der zentralen Steuereinheit,
dem elektronischen Steuergerät, fließen.
Wird nun bei eingeschalteter Zündung bzw. Fahrtschalter (bei Elektromobilen) die
rastbare Kontaktbrücke des Betätigungsschalters durch den Fahrzeugführer - bei damit
beabsichtigter Reifenaufheizung - geschlossen, so fließt der
Betriebsstrom zu einem als Thermistor (NTC/PTC-Widerstand) ausgelegten extern
positionierten Temperatursensor und zum elektronischen Steuergerät.
Aufgrund dieser permanenten Betriebsstromzufuhr schaltet die Mikro-
Computer-Einheit der zentralen Steuereinheit zum einen kurzzeitige Betriebsspannungsimpulse zu den beiden (bei
PKW/Rennwagen - vier) elektromagnetischen Schub
stellern, welche dabei kurzzeitig ihre Schubzapfen linear austeleskopieren - siehe
gepunktete Linien nebst den bezüglichen Schaltsymbolen - und zum anderen permanent
die jeweiligen Heizströme über die statischen Kohlebürsten-/rotierenden
Rollenschleifringe in dessen jeweils zwischengeschalteten Widerstand-Heizelemente der
Reifen-Heizrollen.
Somit sitzen diese Reifen-Heizrollen (Heizrollen) - wie hier dargestellt - auf den Laufflächen der
aufzuheizenden Reifen permanent durch den am jeweiligen Rollenhalterungs-
Bügelgestänge (Gestänge) angreifenden Zugfederdruck einer zwischen Chassis und eben
diesem Gestänge angelenkten, im symmetrischen Übertotpunkt-Federschwenkmodus
wirksamen Zugfeder auf bzw. rollen, da sie drehbeweglich gelagert sind, auf den Laufflächen
ab.
Somit werden die elektrisch erzeugten (Heizrollen)-Wärmeenergien auf die jeweiligen
(Profil)laufflächen transmittiert und dabei die Reifenlaufflächen
aufgeheizt.
Die Stromstärke der in die Heizrollen einfließenden Heizströme wird in der Mikro-
Computer-Einheit der zentralen Steuereinheit präzise und jeweils kennfeldgemäß nach den beiden
Parametern Außenlufttemperatur sowie der Fahrgeschwindigkeit definiert.
Zum Zwecke der Außenlufttemperatur-Sensorierung ist der bereits erwähnte spezifische
NTC/PTC-Widerstand (Thermistor) - siehe bezügliches Schaltsymbol - fahrzeugextern
positioniert/arretiert, welcher dem steuergerätinternen Analog-Digital-Wandler - siehe
auch Fig. 3 - durch steiles Ansteigen des Widerstandswertes um den Faktor 10 000 in
einem sehr engen Temperaturbereich (bezüglich der Außentemperatur)
temperaturabhängige Widerstandswerte übermittelt.
Das elektronische Steuergerät transformiert nun proportional bei relativ niedriger Außentemperatur
größere sowie bei relativ hoher Außentemperatur geringere Heizströme kennfeldgemäß
zu den radialen Widerstands-Heizelementen der Reifen-Heizrollen. Dadurch wird der
Reifenlaufflächen-Heizparameter stets konstant durch diesen
steuergeräteinternen Kennfeldabgleich auf den haftreibungsbegünstigendsten Wert
eingestellt/gehalten.
Die Fahrgeschwindigkeit wird permanent im Fahrbetrieb mittels eines
induktiven Raddrehzahlsensors, welcher hier nebst der diesbezüglichen Naben-
Induktionsverzahnung - siehe auch Fig. 3 - am Hinterrad ersichtlich ist, erfaßt und
gleichfalls des elektronischen Steuergerätes als analoge Meßwertgröße
übermittelt/zugeleitet.
Durch den elektronischen Abgriff/Abgleich eines weiteren
Kennfeldes werden die Heizströme zu den Reifen-Heizrollen, welche von der Steuer-
Endstufe des elektronischen Steuergerätes - siehe auch Fig. 2 - abtransformiert werden, im Hinblick
zur progressiven Geschwindigkeits-Reifen/Fahrbahn-Rollreibungserwärmung derart
proportional dosiert, so daß bei relativ niedriger Fahrgeschwindigkeit größere und bei
relativ hoher Fahrgeschwindigkeit geringere Heizströme in die Heizelemente
einfließen, wodurch ebenfalls im elektrischen Aufheizmodus der definitive
Reifenlaufflächen-Heizparameter stets konstant auf den haftreibungsbegünstigenden
Parameter eingestellt/gehalten wird.
Nach dem Aufheizvorgang, dessen Zeitdauer durch ein Zeitschaltuhr-
Steuerglied definiert und geschaltet wird, steuert das elektronische Steuergerät
unabhängig davon, ob die Schaltbrücke des Betätigungsschalters noch
geschlossen ist, selbsttätig die beiden (bei PKW/Rennwagen - vier) jeweils gegenseitig
positionierten/arretierten elektromagnetischen Schub
steller an - siehe bezügliche Schaltsymbole -, welche dabei gleichfalls kurzzeitig ihre
Schubzapfen linear austeleskopieren, und unterbricht die jeweilige Heizstromzufuhr,
womit der elektrische Reifen-Aufheizmodus automatisch für eine (elektronisch ermittelte)
Zeitdauer beendet wird.
Natürlich sind in der Mikro-Computer-Einheit bzw. auf den jeweils spezifischen
Kennfeldern auch die parametrische Einflußgröße der Aufheizbarkeit, sowie die
dementsprechend bezügliche Fahrbahnrollreibungshaftung der/des gefahrenen
Reifen(materials) abgespeichert bzw. dienen als elektronische Steuereinfluß-
Abgleichgrößen.
Bleibt der Betätigungsschalter auch weiterhin permanent
geschlossen, und werden die Reifen aufgrund der präsenten
Außentemperatur/Fahrgeschwindigkeit auf bituminösem Fahrbahnbelag nicht schon allein
genügend aufgeheizt, so regt das elektronische Steuergerät automatisch nach einer (in der internen
Mikro-Computer-Einheit) definierten Zeitdauer gemäß aller sensorisch erfaßten bzw.
abgespeicherten Parameter erneut alle aufheizrelevanten Elemente dieser Aufheizvorrichtung an,
bis der gewünschte Heizparameter wieder erzielt wird.
Diese automatisch gesteuerten Reifen-Aufheizintervalle können von diesem
elektronischen Steuergerät permanent über die gesamte Fahrt-/Rennstrecke gesteuert
werden, womit diese Streckenabschnitte stets mit optimal aufgeheizten und somit auch
haftreibungsbegünstigendsten Fahrzeugreifen befahren werden können.
Bei KFZ mit v/h unterschiedlich großen Fahrzeugreifen bzw. Abrollradien muß die
elektronische Ansteuerung der (an-/rückschwenkrelevanten) elektromagnetischen
Schubsteller bzw. der jeweiligen (Widerstand-)Heizelemente auch achsenweise selektiv
vom elektronischen Steuergerät aus erfolgen, da Räder mit geringerem Abrollumfang bei
diesem Modus schneller aufgeheizt sind als größere Räder.
Im Zeichenfeld rechts daneben sind die aufheizrelevanten Elemente dieser Aufheizvorrichtung
(außer den elektromagnetischen Schubstellern, Temperatursensor etc.) vergrößert und
numeriert im Aufheizmodus dargestellt, deren Erläuterung nun im Anschluß anhand der
jeweiligen Bezugszeichen erfolgt.
- 1 = axial schwenkbares Heizrollenhalterungs-Bügelgestänge (die Bezugslinie zeigt da bei auf den unteren Teil des Schwenkarms desselben), in deren Bügelzangenenden jeweils die Reifenheizrolle 6 durch spezifische gemäß einer langen Standzeit aus gelegte (Doppelrillenschräg)kugellager axial gelagert ist.
- 2 = interne (Silent)-Lagerbuchse des Bügelgestänge-Schwenkarms, durch welche dasselbe mittels Lagerbolzen etc. schwenkbeweglich am Chassis, oder bei ge lenkten Rädern an der unteren Gabelbrücke (bei Motorrad) bzw. am gelenkten Achsschenkel/Spurstangen(hebel) bei mehrspurigen KFZ, angelenkt ist.
- 3 = Schwenkzapfenschaft des Bügelgestänge-Schwenkarms, welcher jeweils die linearen Teleskopierbewegungen der beiden zueinander gerichteten elektro magnetischen Schubsteller(-Schubzapfen) aufnimmt, welche dann definitiv durch den Lagerbuchsen-Chassis-Anlenkpunkt in eine jeweils gegenseitige Schwenk bewegung axial umgelenkt wird.
- 4 = spezifisch in Länge/Federrate definierte Zugfeder, welche durch einen ebenfalls spe zifisch definierten Anzugswinkel/Anlenkpositionierung und Federrate einen beider seitig in Reifenan- und -rückschwenkrichtung symmetrisch wirksamen Übertotpunkt- Federschwenkmodus (bis zum jeweiligen Endanschlag) bewirkt, sofern die für die jeweilige An-/Abschwenkrichtung jeweils vom elektronischen Steuergerät direkt (und vom (Fahrzeugführer-)Betätigungsschalter indirekt) impulsierbaren elektromag netischen Schubsteller durch ihre kurzzeitige Funktionsauflösung an dem Schub zapfenschaft 3 des Bügelgestänges, dasselbe über den Federtotpunktwinkelbereich hinaus in die jeweilige gewünschte Richtung geschwenkt haben.
- 5 = (Winkel)nockenhebel, welcher nur bei kraftradspezifischen Aufheizvorrichtungen dem Bügelgestänge abgezweigt ist, um simultan beim Reifen- Anschwenken der jeweiligen Heizrolle 6 auf ein Zahnstangen-Schubelement einer selbsttätig retour-schließbaren (Zahnrad-)Kotflügelheizrollenfenster-Drehklappen mechanik (zur Öffnung derselben) aufzutreffen.
- 6 = Reifen-Heizrolle, welche jeweils der querschnittlichen Kontur der daran abrollenden
aufzuheizenden Reifen-Lauffläche, in diesem Fall dem querschnittlich radialen
Motorradreifen, parallel angepaßt sein muß.
Aus dieser querschnittlichen Darstellung wird auch das in dem reifenkontaktierenden Kunststoffschichtbelag (z. B. Teflon) eingearbeitete/eingegossene elektrisch spezi fisch definierte Widerstand-Heizelement ersichtlich, dessen konstruktive Abwicklung im untersten linken Zeichenfeld dargestellt ist (gestrichelte Linie = Windungsamplitu den des Heizelementes) und deren Leiterenden jeweils an einem der beiden rollen externen eigenen Kollektor-Schleifringkontakte 7 kontaktiert sind.
Das interne (Kern)material muß leicht, elastisch (wegen der Erwärmung) und besonders im Lagerungsbereich bruchresistent ausgelegt sein. - 7 = Kollektor-Schleifringkontakte, auf welche die statischen Kohlebürsten - die stromzuleitende vom elektronischen Steuergerät, sowie die Massekontaktierende - durch speziellen Federdruck aufsitzen.
- 8 = elektronisches Steuergerät, dessen interne Schaltfunktionen funktionsspezifisch für diese Aufheizvorrichtung prädestiniert sind.
- 9 = induktiver Raddrehzahlgeber, bestehend aus dem elektromagnetischen Sensor und
der Radnaben-Induktionszahnscheibe, welche dem nachgeschalteten steuergerät
internen Analog-Digital-Wandler im Fahrbetrieb permanent die Fahrge
schwindigkeit übermittelt.
Im unteren Zeichenfeld daneben wird bei "A" der Übertotpunkt-Federschwenkmodus/ Zugfeder-Anzugswinkel des (Vorderrad-)Heizrollen-Bügelgestänges in der Rück schwenkposition, sowie bei "B" in der reifenkontaktierenden Anschwenkposition dargestellt.
Diese nach dem Motorrad-Kippständerprinzip funktionierende Zugfederpositio nierung/-anlenkung gewährleistet den fahrbetrieblichen Heizrollen-Reifenandruck gemäß einer spezifisch hierfür definierten Federrate, welche dabei auch im Rück schwenkmodus bei Überschreitung des spezifischen Totpunktwinkels wirksam wird. Der abgezweigte (Winkel)nockenhebel 5 ist hierbei schwarz dargestellt.
Im darunterliegenden Zeichenfeld ist die motorrad(vorder)kotflügelrelevante
(Zahnrad)Kotflügelheizrollenfenster-Drehklappenmechanik schematisch dargestellt,
deren detaillierte elementare Erläuterung nun anhand der jeweils anstehenden
numerischen Bezeichnungen erfolgt.
- h = hinteres (rückwärtiges) Kotflügelsegment/v = vorderseitiges Kotflügelsegment
- l = Auflaufnockensegment des (Winkel)nockenhebels 5 - siehe "A"/"B" -, welches
simultan beim Reifen-Anschwenken der jeweiligen bügelgestängeinternen Heizrolle
6 auf dem Zahnstangen-Schubelement 2 gemäß seiner unteren radialen Nocken
fläche obig auf-/abläuft, wodurch die externe Drehklappenachsverzahnung 3, die
daran drehfest verbundene Drehklappe im Sinne einer variablen Heizrollenein
schwenköffnung - siehe die jeweils bewegungsrelevanten Pfeile - öffnet.
An Drehklappe/statischem Kotflügelsegment ist ferner eine spezielle Biegefeder 7 klappenaxial angelenkt, welche beim Rückschwenken der Heizrolle-/(Winkel) nockenhebel den notwendigen Torsionsdruck zur selbsttätigen Klappenschließung aufbringt.
Das Zahnstangen-Schubelement 2 wird dabei an einer seitlich überstehenden line aren Führungsschiene 4 - siehe auch Obenansicht dieses Elementes 4′ - intern einer querschnittlich angemaßten Führungsklaue 10, welche seitlich am Kotflügel arretiert (angeschraubt) ist, geführt.
In der Fig. 2 ist die Lenkungsparallelführung des schwenkbaren Heizrollen-
Bügelgestänges 1, sowie die Arretierung der jeweiligen Schubstellereinheiten an den
mitlenkenden Lenkungsteilen von ein-/mehrspurigen KFZ dargestellt. Im unteren
Zeichenfeld ist rechts eine untere Gabelbrücke - von oben gesehen - dargestellt, wie sie
bei Motorrädern mit dieser elektrischen Reifenaufheizvorrichtung - siehe Strich-Punkt-
Bezugslinie -, die lenkparallele Schwenkbarkeit dieser Elemente gewährend, konzipiert
sein muß.
Wie hieraus hervorgeht, weist dieses Gabelbrücke eine rückwärtige
Verlängerung/Montageplattform auf, welche mit der Gabelbrücke in seiner Ebene liegt
bzw. eventuell bei dichtanliegenden (Doppelrohr)-Fahrgestellverzweigungen (der
vertikale/horizontalen Schwenkfreiheit Rechnung tragend) nach unten
abgewinkelt, verkürzt ist.
Dieses Trägerelement integriert zum einen die (beiderseitigen)
Schwenkachsaufnahmensegmente (Lageraugenböcke), in deren Mitte die interne
(Silent)-Lagerbuchse des Bügelgestängen-Schwenkarms (siehe Fig. 1) konzentrisch
gelagert ist, und zum anderen sind oberhalb zu dessen Schwenkzapfenschaft jeweils
die linear zueinander liegenden elektromagnetischen
Schubstellereinheiten positioniert/arretiert.
Bei der hier schematisierten Steuerstellung wäre im Gegensatz zum danebigen Motorrad-
Schaubild der Bügelgestänge-Schwenkarm/die Vorderrad-Heizrolle von der bezüglichen
Reifen-Lauffläche zurückgeschwenkt, wo er/sie durch die unten an diesem Element
lenkschwenkbewegliche Zugfeder (siehe auch Fig. 1) auch gehaltert wird.
Innerhalb des oberen Zeichenfeldes ist die lenkparallele Führung der Heizrollen-
Bügelgestänge 1 nebst den jeweiligen Schubsteller an den
Lenkungsteilen von mehrspurigen KFZ mittels zweier Lenkstellungsperspektiven - bei
links kontaktierten und rechts entkontaktierten Reifen-Heizrollen - dargestellt, deren
elementar-funktionale Erläuterung nun im Anschluß anhand der jeweiligen anstehenden
numerischen Bezeichnung erfolgt.
- 1 = axial schwenkbares Heizrollen(halterungs)-Bügelgestänge, in deren Bügelzangen
enden jeweils die querschnittlich-laufflächenparallele Heizrolle durch
- gemäß einer langen Standzeit - ausgelegte (Doppellrillenschräg)kugellager axial
gelagert ist.
Dieses Bügelgestänge 1 weist in seinem Schwenkarm jeweils eine positionierte (Silent)-Axialgelenkbüchse 2 auf, welche mittels eines Lagerbolzens jeweils einer Achsschenkel-Spurstangen-Gestänge abzweigung 5 schwenkflexibel angelenkt ist.
Oberhalb dieser eingearbeiteten Axialgelenkbüchse 2 befindet sich der in die Schub linie der Schubsteller 4 reichenden Schwenkanschlagschaft 3 dieses jeweiligen Elementes. - 2 = Axialgelenk, bestehend aus den vorgenannten Elementen, durch welche die je weilige Heizrolle direkt stets lenkschwenkparallel zum jeweiligen bezüglichen Rad, was insbesondere aus der rechts gezeichneten Kurvenfahrt-Lenkstellung hervor geht, geführt/mitgeschwenkt wird.
- 3 = Schwenkanschlagschaft, welcher als oberes Segment des Heizrollen-Bügelgestänges 1 ausgebildet, in die Schubsteller-Schublinie (rechtwinklig) "hineingebogen" ist.
- 4 = elektromagnetische Schubsteller, deren Halterungs-/arretierungsgestänge, worauf die ganz rechts gezeichnete Bezugslinie weist, über das jeweilige als konzentrische Schwenkachse fungierende Spurstangen(hebel)gelenk mit der jeweiligen Achs schenkel-/Spurstangen-Gestängeabzweigung 5 torsionsresistent verbunden ist, so daß auch diese Elemente lenkbewegungsparallel zum zugehörigen Rad geführt/mitge schwenkt werden.
- 5 = Achsschenkel-/Spurstangen-Gestängeabzweigung, welche einerseits durch eine dem
jeweiligen Achsschenkel umgreifende Lagerbüchse mit demselben axial-(federbe
wegungs)schwenkbeweglich verbunden und andererseits mittels eines Gestängeab
zweigs an dem jeweiligen Spurstangen(hebel)gelenk zum Zwecke der Höhenniveau
konstantierung, sowie aus vorerläutertem Grund angelenkt ist.
An den jeweiligen Spurstangen(hebel)gelenk-Anlenkpunkten müssen gleichfalls federungselastisierende Silent-Lagerbüchsen vorgesehen werden.
In der Fig. 3 ist das Schaltfunktionsschema der Komponenten
des als zentrale Steuereinheit fungierenden elektronischen Steuergerätes im
Blockschaltbild dargestellt.
Kernstück dieses eigens für diese fahrbetrieblich wirksame Aufheizvorrichtung
konzipierten elektronischen Steuergerätes ist die Mikro-Computer-Einheit, welche unter
anderem den Mikroprozessor integriert, der wiederum alle Daten, einschließlich der
beiden - hier auch graphisch dargestellten - Kennfelder, sowie die Programme zur
Erfassung der digital ummodulierten Eingangsgrößen und zur (selektiven) Berechnung
der jeweiligen Ausgangsgrößen speichert. Der Speicher kann dabei in Form eines
EPROM (Erasable Programmable Read Only Memory) ausgeführt sein. Dieser
Datenspeicher muß bei flexibler Verwendung verschiedener Reifen(größen) kompakt
auswechselbar integriert sein, so daß er entweder auf die/das dann verwendete
Reifengröße/-material umprogrammiert oder gegen einen entsprechend
umprogrammierten Datenspeicher konvertiert werden kann.
Dieser Mikro-Computer-Einheit ist der Impulsumformer Analog-Digital-Wandler
(Umsetzer) steuergeräteintern vorgeschaltet, welcher die analogen Eingangssignale des
induktiven Fahrgeschwindigkeitssensors, sowie des (NTC-PTC-Widerstand)-
Temperatursensors in jeweils proportional definierte Digitalsymbole (Rechtecksignale)
derart ummoduliert, so daß sie dann mikrocomputerintern weiterverarbeitet werden
können.
Sobald der Betriebsstromfluß zum elektronischen Steuergerät vom Fahrzeugführer
(-Betätigungsschalter) durchgeschaltet wird, ist es aktiviert
und steuert jeweils funktionsspezifisch modulierte Ausgangssignale/Steuerstromgrößen
über die Steuer-Endstufe an die reifenaufheizrelevanten Aktoren dieser Aufheizvorrichtung,
welche hier rechts jeweils durch quadratisch gerahmte Symbole dargestellt sind.
Die mit "M" bezeichneten Symbole verbildlichen dabei die vier (bei PKW/Rennwagen
- acht) elektromagnetischen Schubstellereinheiten, die mit "H" bezeichneten die
jeweils rolleninternen Widerstand-Heizelemente, deren Anzahl sich bei mehrspurigen
KFZ ebenfalls entsprechend potenziert.
Darunter ist ein solches elektronisches Steuergerät in der rückwärtigen Ansicht mit
Platineneinblick dargestellt.
Die elektronischen Produktkomponenten, welche da lauten: metallische Grundplatte,
Dickschichtplatte, Kondensatoren-Chip, IC für elektronisch geregelte Reifen-
Aufheizsteuerung, Meßwiderstand (Stromerfassung), Transitor-Endstufe, Leiterbahnen,
Dioden-Chip, sowie der trivialen Kontaktleiste für die Anschlußdrähte sind hierbei
bezüglich ihrer komponentären Verkoppelung analog zu herkömmlichen KFZ-
Antriebsaggregat-Steuergeräten integriert/angeordnet.
Claims (12)
1. Fahrbetrieblich wirksame Aufheizvorrichtung für Kraftfahrzeugreifen,
dadurch gekennzeichnet, daß
im Fahrbetrieb die Reifen durch jeweils eine an dem Reifen unter Federdruck anliegende,
axial-drehbewegliche Reifen-Heizrolle (6) zu einem Heizparameter aufgeheizt werden,
durch die Reifen-Heizrolle (6) eine für diesen Heizparameter, welcher den
Haftreibungswert des Reifens begünstigt, benötigte Wärmeenergie jeweils auf die
Profillauffläche transmittiert wird, und die benötigte Wärmeenergie so groß ist, daß sie,
abhängig von der Umgebungstemperatur, eine optimale Reifenhaftreibung auf
bituminösem Fahrbahnbelag ergibt.
2. Aufheizvorrichtung nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß als zentrale Steuereinheit für die Aufheizvorrichtung ein elektronisches Steuergerät
dient, das bei Zuschaltung der Stromzufuhr von einem Betätigungsschalter aus alle
Reifen-Heizrollen (6) durch ein simultanes kurzzeitiges Ansteuern elektromagnetischer
Schubsteller an die rotierenden Reifenlaufflächen schwenkt.
3. Aufheizvorrichtung nach Anspruch 2,
dadurch gekennzeichnet,
daß das elektronische Steuergerät simultan zum Anschwenken der Reifen-Heizrollen (6)
an die Reifen permanent definierte Heizströme über jeweils zwei statische Kohlebürsten
(+; -) in die dann rotierenden Kollektor-Schleifringe (7) der Reifen-Heizrollen (6)
schaltet.
4. Aufheizvorrichtung nach Anspruch 3,
dadurch gekennzeichnet,
daß den jeweiligen Kollektor-Schleifringen (7) jeweils ein Widerstand-Heizelement
zwischengeschaltet ist, welches in einem radialen, reifenkontaktierenden sowie relativ
abriebfesten Kunststoff-Schichtbelag der Reifen-Heizrollen (6) in entsprechenden, radial
umlaufenden Windungsamplituden flächenkongruent zu den aufheizenden Reifen
laufflächen verlegt/eingegossen ist, welches dann den Kunststoff-Schichtbelag aufheizt.
5. Aufheizvorrichtung nach Anspruch 2,
dadurch gekennzeichnet,
daß das elektronische Steuergerät mittels eines extern positionierten (NTC/PTC-
Widerstand)-Temperatursensors im Fahrbetrieb permanent die Umgebungstemperatur
ermittelt und proportional dazu - mittels elektronischem Abgriff/Abgleich eines internen
Kennfeldes - die Heizströme zu den Reifen-Heizrollen (6) dosiert, so daß bei relativ
niederiger Umgebungstemperatur größere und bei relativ hoher Umgebungstemperatur
geringere Heizströme von der zentralen Steuereinheit festgelegt werden.
6. Aufheizvorrichtung nach Anspruch 2,
dadurch gekennzeichnet,
daß das elektronische Steuergerät mittels eines induktiven Raddrehzahlgebers permanent
im Fahrbetrieb die präsente Fahrgeschwindigkeit ermittelt, um dabei proportional zur
ermittelten Fahrgeschwindigkeit - durch elektronischen Abgriff/Abgleich eines weiteren
Kennfeldes - die Heizströme zu den jeweiligen Reifen-Heizrollen (6) zu dosieren, so daß
bei relativ niedriger Fahrgeschwindigkeit größere und bei relativ hoher
Fahrgeschwindigkeit geringere Heizströme vom Steuergerät festgelegt werden.
7. Aufheizvorrichtung nach Anspruch 6,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Ermittlung der Fahrgeschwindigkeit gleichzeitig auch dazu dient, um bei
Unterschreitung eines als relative Steuergröße definierten Wertes von ca. 15 km/h bzw. 9
miles/h kurzzeitig simultan alle elektromagnetischen (Heizrollen-Rückschwenk-)Schub
steller vom elektronischen Steuergerät aus mit Betriebsstrom anzusteuern, um die
jeweiligen Reifen-Heizrollen (6) so lange von den Reifen-Laufflächen abzuheben, bis die
Fahrgeschwindigkeit wieder diese relative Steuergröße überschreitet.
8. Aufheizvorrichtung nach Anspruch 5 oder 6,
dadurch gekennzeichnet,
daß nach dem Aufheizvorgang, dessen Zeitdauer durch ein Zeitschaltuhr-Steuerglied
festgelegt und geschaltet wird, das elektronische Steuergerät selbsttätig - unabhängig
davon, ob die Schaltbrücke des Ein/Aus-Betätigungsschalters noch geschlossen ist - die
elektromagnetischen Schubsteller ansteuert, welche dabei kurzzeitig ihre Schubzapfen
linear austeleskopieren, und die jeweilige Heizstromzufuhr unterbrechen, womit die
elektrische Aufheizung der Reifen automatisch beendet wird.
9. Aufheizvorrichtung nach Anspruch 5 oder 6,
dadurch gekennzeichnet,
daß in den beiden Kennfeldern die Einflußgröße der Aufheizbarkeit, sowie die
Fahrbahnrollreibungshaftung der/des Reifen(materials) abgespeichert sind und somit als
elektronische Steuereinfluß-Abgleichgrößen dienen.
10. Aufheizvorrichtung nach Anspruch 8,
dadurch gekennzeichnet,
daß bei permanent geschlossener Schaltbrücke des Ein/Aus-Betätigungsschalters - auch
nach dem automatischen Rückschwenken der Reifen-Heizrollen (6), wenn die Reifen
aufgrund der Außentemperatur/Fahrgeschwindigkeit auf dem bituminösen Fahrbahnbelag
nicht allein schon genügend aufgeheizt werden, das elektronische Steuergerät
automatisch nach einer definierten Zeitdauer gemäß der sensorisch erfaßten bzw.
abgespeicherten Parameter, erneut die Aufheiz-Vorrichtung ansteuert, bis der
gewünschte Heizparameter wieder erreicht wird.
11. Aufheizvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet,
daß die jeweiligen Reifen-Heizrollen (6) jeweils in einem schwenkbeweglichen
Bügelgestänge mittels beiderseitiger Kugellagerungen drehbeweglich gelagert sind,
wobei das Bügelgestänge durch einen definierten Zugfeder-Anzugswinkel/Anlenk
positionierung und Federrate einer an Chassis und an diesem Bügelgestänge angelenkten
Zugfeder einen beiderseitig symmetrisch - in An-/Rückschwenkrichtung - wirksamen
Übertotpunkt-Federschwenkmodus bis zum jeweiligen Endanschlag ausführen kann,
sofern die für die jeweilige An-/Rückschwenkrichtung jeweils vom elektronischen
Steuergerät direkt (und vom Fahrzeugführer-Betätigungsschalter indirekt) impulsier
baren elektromagnetischen Schubsteller durch ihre kurzzeitige Funktionsauslösung an
dem Schubzapfenschaft des Bügelgestänges das Bügelgestänge - über einen
Federtotpunktwinkelbereich hinaus - in die gewünschte Richtung geschwenkt haben.
12. Aufheizvorrichtung nach Anspruch 2 oder 6,
dadurch gekennzeichnet,
daß bei Verwendung der Aufheizvorrichtung in einem Kraftrad dem schwenkbeweg
lichen Bügelgestänge ein separater Winkelnockenhebel abgezweigt ist, welcher simultan
zum Reifen-Anschwenken der jeweiligen Reifen-Heizrolle (6) auf ein Zahnstangen-
Schubelement einer selbsttätig schließbaren (Zahnrad-)Kotflügelheizrollenfenster-
Drehklappenmechanik auftrifft und dadurch ein Heizrollen-Ausschnitt des
Vorderradkotflügels vor dem Auftreffen der Reifen-Heizrolle (6) auf die Reifen-
Lauffläche öffnet und beim Rückschwenken wieder durch den Torsionsdruck einer
klappenaxial angelenkten Biegefeder (7) geschlossen wird.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE1996133465 DE19633465C1 (de) | 1996-08-20 | 1996-08-20 | Fahrbetrieblich wirksame Aufheizvorrichtung für Kraftfahrzeugreifen |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE1996133465 DE19633465C1 (de) | 1996-08-20 | 1996-08-20 | Fahrbetrieblich wirksame Aufheizvorrichtung für Kraftfahrzeugreifen |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE19633465C1 true DE19633465C1 (de) | 1997-12-11 |
Family
ID=7803072
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE1996133465 Expired - Fee Related DE19633465C1 (de) | 1996-08-20 | 1996-08-20 | Fahrbetrieblich wirksame Aufheizvorrichtung für Kraftfahrzeugreifen |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE19633465C1 (de) |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
GB2445820A (en) * | 2006-10-03 | 2008-07-23 | Gavin Robert Lines | Vehicle tyre warming and/or cooling device |
GB2457877A (en) * | 2008-02-23 | 2009-09-02 | Richard Gerarde Beckett | Motorcycle tyre warmer |
GB2466844A (en) * | 2009-01-13 | 2010-07-14 | Richard Gerarde Beckett | A motorcycle tyre warming device |
FR3024632A1 (fr) * | 2014-08-01 | 2016-02-05 | Peugeot Citroen Automobiles Sa | Dispositif de chauffage d'une roue de vehicule par induction magnetique |
Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE4019447A1 (de) * | 1989-06-21 | 1991-02-07 | Klaus Dipl Ing Leonhardt | Reifenwaermer fuer motorrad- und auto-rennreifen |
-
1996
- 1996-08-20 DE DE1996133465 patent/DE19633465C1/de not_active Expired - Fee Related
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