DE2350024C3 - Lufttankgerät - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Lufttankgerät, das; zwischen einem Druckluftbehälter und dem mit Druckluft eines vorbestimmten Luftdrucks (Solldrucks) zu versorgenden Hohlkörper, insbesondere einem Fahrzeugreifen, angeordnet wird, ein Lufteinfüllventil sowie ein Luftauslaßventil enthält und bei dem das Lufteinfüllventil und das Luftauslaßventil in einem den Druckluftbehälter mit dem zu versorgenden Hohlkörper verbindenden und lediglich am Lufteinfüllventil in dessen Sperrstellung unterbrochenen Versorgungskanal einmünden.
Ein solches Lufttankgerät ist aus der US-PS 20 15 882 bekannt. Bei diesem Gerät kann man den im Reifen gewünschten Solldruck voreinstellen, und es füllt die erforderliche Luftmenge dann selbsttätig in den Reifen ein. Dieses Gerät ist jedoch recht kompliziert aufgebaut

ind infolge einer Vielzahl von Ventilen auch ziemlich töranfällig.

Praktisch alle bekannten Geräte dieser Art sind mit :inem Druckanzeigegerät ausgerüstet, das mit dem zu /ersorgenden Fahrzeugreifen verbünde*, wird und den η dessen Inneren jeweils herrschenden Luftdruck Istdruck) anzeigt. Wenn der Istdruck zu niedrig ist, äffnet der Bedienende das mit dem Druckluftbehälter in Verbindung stehende Lufteinfüllventil und füllt Luft nach, bis der gewünschte Solldruck erreicht worden ist. to

Bei den einfacheren der bekannten Geräte wird jedes Ventil für sich betätigt. Üblicherweise sind die Ventile mit einem gemeinsamen Hebelarm verbunden; wenn beispielsweise aer Hebelarm nach oben geschwenkt wird, betätigt er das Auslaßventil, und in der unteren Stellung das Einfüllventil. Der Bedienende muß die Prüfung und die Lufteinfüllung bzw. den Luftauslaß als Einzelvorgänge nacheinander ausführen: erst am Druckanzeigegerät den Istdruck feststellen, dann je nach Ergebnis das Einfüll- oder das Auslaßventil betätigen, dann nochmals den Istdruck prüfen usw. Ein geschickter und erfahrener Tankwart vermag es, diese Arbeitsvorgänge relativ schnell auszuführen und den Druck auf den gewünschten Solldruck in kurzer Zeit einzupendeln. Es erfordert jedoch nicht nur Geschick, sondern auch Erfahrung und Sorgfalt, das Einfüllen und Auslassen der Luft richtig zu dosieren; selbst geübte Tankwarte müssen meistens beide Ventile mehrmals nacheinander betätigen, weil sie zwangläufig bald zu viel und bald zu wenig Luft einfüllen oder auslassen. Ferner muß der Bedienende bei jeder Ventilbetätigung sorgfältig auf die Druckanzeige achten. Wird er abgelenkt, was bei einer Tankstelle mit Hochbetrieb oft vorkommt, kann es sein, daß die Reifen eines Fahrzeuges nicht gleichmäßige Drücke aufweisen und die Fahrsicherheit in Frage stellen.

Diese Problematik beschäftigt seit langem die Fachwelt. Gernäß einem bekannten Lufttankgerät, das in der Praxis gut eingeführt ist, enthält das Lufteinfüll- und Luftauslaßgerät ein einstellbares Kontaktmanometer, das über Relais die Einfüll- und Auslaßventile betätigt, indem eine elektronische Steueranlage die jeweiligen Anzeigen des Kontaktmanometers auswertet. Dieses bekannte Gerät ist vollautomatisch, schnell und zuverlässig, aber recht aufwendig und für eine kleinere Tankstelle oder Garage zu teuer, um wirtschaftlich tragbar zu sein. Ein Druckanzeigegerät ist trotz der Vollautomatik erforderlich, weil man über den im Druckluftbehälter vorhandenen jeweiligen Druck nicht informiert ist und daher sonst blindlings einfüllt.

Bei einem anderen bekannten Lufttankgerät wird das Lufteinfüllventil mit einem Reduzierventil verbunden, das man auf den jeweils gewünschten Solldruck einstellt. Wenn man aber nicht sofort die lichtige Füllmenge einfüllt — was praktisch nie vorkommt —, sondern mehrmals nacheinander Luft einfüllen und auslassen muß, nimmt der Vorgang noch erheblich mehr Zeit in Anspruch als das eingangs beschriebene Einfachverfahren, und zwar deswegen, weil das Druckgefälle am e° Reduzierventil, das schon an sich klein ist, während des Einfüllvorganges ständig abnimmt. Trotzdem ist dieses Gerät vielfach beachtet worden, weil es hierbei auch in den Händen ungeübter Bedienungspersonen eine erhöhte Sicherheit für richtige Druckeinstellung gewährleistet. Ein in bezug auf Erfindungsgedanken ähnliche Lösung geht auf die Nachschaltung eines einstellbaren Druckbegrenzungsventils am Auslaßventil hinaus. Dieser Vorschlag stellt unstreitig einen Fortschritt dar; es müssen jedoch auch an seinem Gegenstand Einfüll- und Auslaßventil wechselweise nacheinander betätigt werden.

Die Aufgabe der Erfindung besteht daher in erster Linie darin, ein Lufttankgerät mit einem einfachen Aufbau unter Verwendung von möglichst wenigen schnell, unkompliziert und absolut sicher arbeitenden Ventilen zu schaffen. Insbesondere soll das Gerät den auf einer Skala einstellbaren Reifen-Solldruck ohne Beachtung eines Druckanzeigegerätes und ohne jede Einpendelung, sondern vollkommen automatisch oder höchstens durch eine einmalige Betätigung eines das Lufteinfüllventil steuernden Entsperrorgans, praktisch sofort herbeiführen.

Dieses erfindungsgemäße Lufttankgerät wird dadurch verwirklicht, daß ein Lufteinfüllventilkopf von der Außenseite eines Versorgungskanals und ein Lufiauflaßventilkopf von der Innenseite des Versorgungskanals her an in der Wand des Versorgungskanals ausgebildeten Ventilsitzen anliegen, während sowohl eine Ventilspindel des Lufteinfüllventils als auch eine Ventilspindel des Luftauslaßventils mit je einer von einer im Versorgungskanal herrschenden Luftdruck beaufschlagten Druckkolbeneinrichtung sowie mit je einer Ventilfeder ausgerüstet sind, von denen jede zwischen je einem an der betreffenden Ventilspindel befestigten Kragen und je einer in Längsrichtung der Ventilspindel und unabhängig von dieser längsverschieblichen Aufspannhülse eingespannt ist, wobei beide Aufspannhülsen auf einem im Gerätegehäuse längsverschiebbar einschraubbaren Stellkörper aufliegen.

Der Lufteinfüllventilkopf ist vorzugsweise mittels eines unabhängig vom Stellkörper und Aufspannhülse verschiebbaren Entsperrorgans aus seinem Ventilsitz abhebbar, und zwar gegen den auf Einfüllventilkopf und Druckkolbeneinrichtung ruhenden Luftdruck.

Das eine Ende der Ventilspindel des Luftauslaßventils kann vorteilhafterweise längsverschiebbar in der Zentralbohrung der Aufspannhülse angeordnet sein, welcher in einer im Verhältnis zur Gerätegehäuselängsachse exzentrisch verlaufenden Längsbohrung längsaxial verschiebbar geführt wird und mit einem Anschlagstück an der Unterseite des Stellkörpers anliegt.

Die die Luftauslaßventilspindel aufnehmende, im Verhältnis zur Gerätegehäuselängsachse exzentrisch verlaufende Längsbohrung kann vorzugsweise an ihrem vom Stellkörper abgewandten Teil eine als Druckkammer wirkende Erweiterung aufweisen, die in den Versorgungskanal übergehen und die an der Ventilspindel befestigte Druckkolbeneinrichtung aufnehmen kann. Ferner kann der vom Versorgungskanal ins Freie führende und mit dem Luftauslaßventilsitz ausgerüstete Luftauslaßkanal einen von der ausströmenden Luft angetriebenen Signalgeber enthalten.

Die Einfüllventilspindel ist vorteilhaft durch eine Zentralbohrung der ihr zugeordneten Aufspannhülse längsverschiebbar durchgesteckt, welche in einer im Verhältnis zur Längsachse des Gerätegehäuses exzentrisch verlaufenden Längsbohrung längsverschiebbar angeordnet ist. Diese der Einfüllventilspindel zugeordnete Aufspannhülse kann vorzugsweise nach dem Stellkörper hin eine Erweiterung der Zentralbohrung aufweisen, an deren der Gehäuselängsachse zugewandten Seite ein Schlitz ausgebildet ist, in welchen ein auf dem Ende der Einfüllventilspindel aufliegende. Druckfuß des Entsperrorgans längsverschieblich eingreift. Die

die Aufspannhülse und damit die Lufteinfüllventilspindel aufnehmende, im Verhältnis zur Gehäuselängsachse exzentrisch verlaufende Längsbohrung weist vorzugsweise eine mit dem Versorgungskanal verbundene und als Druckkammer wirkende Erweiterung auf, welche die an der Ventilspindel des Lufteinfüllventils befestigte Druckkolbeneinrichtung aufnimmt.

Jede Druckkolbeneinrichtung ist in einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung von je einer Membrane gebildet, die luftdicht zwischen der betreffenden Ventilspindel und der Zylinderwand der dieser zugeordneten Druckkammer angeordnet ist.

In einer weiteren besonders vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung ist der Einfüllventilkopf über ein mit Luftdurchlässen versehenes Haltegestell mit einem Weicheisenkörper ausgerüstet, der in der Sperrstellung des Einfüllventils auf mindestens einen nahe dem Ventilsitz angeordneten Dauermagnetkörper aufliegt. In Analogie zu dieser Einrichtung kann vorzugsweise der Luftauslaßventilki. pf über ein in einer mit dem Versorgungskanal verbundenen Erweiterung des Auslaßkanals bewegbares und mit Luftdurchlässen versehenes Haltegestell mit einem Weicheisenkörper ausgerüstet sein, der in der Sperrstellung des Auslaßventils auf einem am Boden der Erweiterung befestigten Dauermagnetkörper aufliegt. Anstelle eines solchen Magnetverschlusses können vorteilhafterweise sowohl das Lufteinfüllventil als auch das Luftauslaßventil an ihren Ventilköpfen mit je einer elastischen Scheibe versehen sein, welche beim Ventilschluß auf dem Ventilsitz aufliegt und deren Rand über dem Rand des Ventilsitzes übergreift.

Der durch die vorliegende Erfindung erzielte technische Fortschritt is; -!^!: beachtlich. Es ist erstmals ein Lufttankgerät geschaffen worden, das ohne Druckanzeigegerät und ohne elektrische oder elektronische Einrichtungen einen vorbestimmten Luftdruck wahlweise automatisch oder auf einen einzigen Betätigungsgriff hin halbautomatisch erstellt. Das Gerät bleibt unverändert, ob man es automatisch oder halbautomatisch wirken lassen will. Dabei ist die Konstruktion denkbar einfach und sicher und kann in einem spritzpistolenförmigen Handgerät untergebracht werden, das der Tankwart mit einer Hand betätigt.

Anhand der Zeichnungen wird in der Folge ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt und erläutert. Es zeigt

Fig. 1 ein erfindungsgemäßes Lufttankgerät in einer Draufsicht,

Fig. 2 den Schnitt X-X der F ig. 1,

F i g. 3 eine schematische Darstellung der auf F i g. 2 gezeigten Lufteinfüll- und Luftauslaßventile bei einem Istdruck, der den Solldruck übersteigt, und zwar bei Nicht-Betätigung des Entsperrorgans,

F i g. 4 die Situation der Ventile F i g. 3 bei Betätigung des Entsperrorgans, wenn der Solldruck den Istdruck übersteigt,

F i g. 5 die Situation der Ventile F i g. 3 bei Betätigung des Entsperrorgans, wenn der Istdruck den Solldruck übersteigt (oder ohne Handbetätigung im vollautomatischen Betrieb),

F i g. 6 das Lufteinfüllventil mit Ventilsitz, Magnetring und Weicheisenring in der Sperrstellung, teilweise im Schnitt,

Fig. 7 das Lufteinfüllvcntil Fig.6 weit offen in der Offenstcllung, in perspektivischer Sicht von unten gesehen (Ventilsitz gestrichelt angedeutet).

Fig.8 das Lufteinfüllvcntil Fig.6 unmittelbar vor dem Erreichen der Sperrstellung (die Magnetkraft durch Pfeile angedeutet),

Fig. 9 ein Lufteinfüllventil mit Ventilsitz und Verschlußscheibe in der Offenstellung, teilweise im Schnitt,

Fig. 10 das Lufteinfüllventil Fig.9 unmittelbar vor dem Erreichen der Sperrstellung,

F i g. 11 das Lufteinfüllventil F i g. 9 in der Sperrstellung,

ίο F i g. 12 eine vergrößerte Teilansicht der F i g. 10 mit der Verschlußscheibe im Schnitt,

Fig. 13 das Lufteinfüllventil mit Verschlußscheibe in perspektivischer Sicht (Ventilsitz gestrichelt angedeutet),

Fig. 14 ein Luftauslaßventil mit Magnetverschluß, in der Sperrstellung (Längsschnitt),

Fig. 15 das Luftauslaßventil Fig. 14 kurz vor Erreichen der Sperrstellung,

Fig. 16 die Ventilspindel und den Ventilkopf des Luftauslaßventils mit Haltegestell, Weicheisenring und Dauermagnet, in perspektivischer Sicht,

Fig. 17 den unteren Teil des Lufttankgerätes gemäß F i g. 2, mit einem quer auf den Versorgungskanal verlaufenden Verbindungskanal zu dem mit Luftdruck zu versorgenden Reifen oder sonstigen Hohlkörper und Fig. 18 den Schnitt y-Vder Fig. 14.
Das zylinderförmige Gehäuse 1 des Lufttankgerätes — in der Folge kurz »Gerät« benannt — weist eine Querbohrung auf, die als Versorgungskanal 2 über Schläuche 3, 4 den Druckluftbehälter 5 mit dem zu versorgenden Hohlkörper — hier als Fahrzeugreifen 6 dargestellt — verbindet, vgl. F i g. 1 und 2. Der Versorgungskanal braucht selbstverständlich nicht eine Querbohrung zu sein. Unter »Versorgungskanal« ist jede einheitliche oder aus mehreren miteinander verbundenen Einzelräumen zusammengesetzte Verbindung zwischen den zum Durckluftbehälter bzw. zum Reifen führenden Luftleitungen (hier »Schläuche«) 3,4.

Zwischen dem Schlauch 3 und dem Versorgungskanal 2 ist eine Vorkammer 7 angeordnet, von welcher eine als Ventilsitz 8 für den Lufteinfüllventilkopf 9 ausgebildete Bohrung in den Versorgungskanal 2 hineinführt.

Gegenüber dem Ventilsitz 8 erstreckt sich eine im Verhältnis zur Gehäuselängsachse exzentrische Längsbohrung 10, die mit ihrem erweiterten Teil 101 in den Versorgungskanal übergeht. Im engeren Teil der Längsbohrung 10 ist eine Hülse U längsverschiebbar angeordnet, die in der Mitte eine Zentralbphrung und nach beiden Enden hin erweiterte Bohrungen 111, 112 sowie nach oben hin einen Schlitz 113 aufweist. Durcli die Zentralbohrung 111 ist die Ventilspindel 12 des Einfüllventilkopfes 9 durchgesteckt. Die Ventilspinde 12 weisit einen Kragen 121 auf, auf welchem die Einfüllventilfeder 122 abstützt. Zwischen dem Krager

121 und der Zylinderwand der Erweiterung 101 ist cim in Längsrichtung der Ventilspindel 12 auslenkban Membrane 123 angeordnet, die den Raum dei Erweiterung in eine drucklosc Kammer 1012 und ein* Druckkammer 1011 auftrennt. Von der drucklosci Kammer 1012 führt ein Ausgleichükanal 13 ins Freie.

Die Membrane 123 wirkt als Druckkolbeneinrichtung Während der im Versorgungskanal 2 hcrrschcndi Luftdruck die Membrane und damit die Ventilspindel ii Richtung weg vom Versorgungskanal drückt, als< bemüht ist, das Ventil 8, 9 zu schließen, strebt de Kraftvektor der Ventilfeder 122 einer Abhebung de Vcntilkopfcs 9 aus dem Ventilsitz 8 an.

Im Gerätegehäuse 1 ist symmetrisch zu de

Längsbohrung 10 eine zweite Längsbohrung 14 angeordnet, der ebenfalls nach dem Versorgungskanal 2 hin? eine Erweiterung 141 erfährt,, die in den Versorgungskanal· übergeht;. In der Verlängerung der Längsachse der Längsbohrung 14 befindet sich an der gegenüberliegenden Seite des Versorgungskainals ein ins Freie führender Luftausiaßkanal 15, in welchem:ein Ventilsitz 151! für den Luftauslaßventilkopf 16 ausgebildet ist. Eine Erweiterung 152: des Luftauslaßkanals 15 enthält eine Stahlzunge 153; die von einem Verschlußstück: 154: zentrisch, in Stellung gehalten wird; Diese Stahlzunge-kann etwa;von.demTypusden Mundharmonikazungen sein;sie gibt ein: akustisches Signal, z. B. ein Summersignali, wenn Luft aus-dem Kanal 15 auströmt. Man könnte aucheine kleine Pfeife oder ein· Kontakt für ein optisches Signal einbauen;

Inn oberen· (engeren)' Teil der Längsbohrung 14 ist eine Hülse: U längsverschiebbar angeordnet, welche eine Zentralbohrung Uli aufweist, die nach dem Versorgungskanal 2 hin eine Erweiterung 172 erfährt; In das Oberteil: der Bohrung 1.71 ist ein Gewinde eingearbeitet,, in: welches ein Anschlagbolzen 173 eingeschraubt ist· Die Ventilspindel· 161 des Ventilkopfes 16v ist: von; der anderen Seite her in die Bohrung 171 längsverschieblich eingesteckt

Gegen den Versorgungskanal 2 hin besitzt die Ventilspindel 16t einen: Kragen 162, auf welchem die Ventilfeder 163 aufstützt. Zwischen dem Kragen· 562 und der Zylinderwand der Erweiterung 141 ist eine in Längsrichtung der Ventilspindel auslenkbare Membrane 164 angeordnet, die den Raum 141 in zwei luftdicht voneinander getrennte Kammern 1411, 1412 aufteilt, und zwar in eine drueklose Kammer 1411 und eine Druckkammer 1412. Die Kammer 1411 ist über einen Ausgleichskanal 18 mit der freien Atmosphäre verbunden. Während die Membrane 164 unter dem Einfluß des im Versorgungskanal 2 herrschenden Luftdruck bestrebt ist,, den Ventilkopf 16 aus dem Ventilsitz 151 abzuheben, ist die Ventilfeder 163 bemüht, das Ventil 16, 151 in die Sperrstellung zu bringen bzw. es dort festzuhalten.

Von dem Oberteil des Gehäuses 1 bis zu den exzentrisch verlaufenden Bohrungen 10, 14 ist eine Zentralbohrung 19 mit Gewinde 191 ausgebildet in welche ein Stellkörper 20 längsverschiebliclti eingeschraubt wird. Der Stellkörper 20 ist mit einem wannenartigen Drehgriff 21 fest verbunden, weicher mit einem Zeiger 211 auf eine Skala 22 zeigt. Der Stellkörper 20 liegt mit seiner Unterseite unmittelbar auf dem Anschlagbolzen 173 der Hülse 17 auf und beeinflußt so die Spannung der Ventilfeder 163 des Luftauslaßventils 16,151.

In einer Längsbohrung des Stellkörpers 2(O ist ein Entsperrorgan 23 längsverschieblich angeordnet, das mit seinem durch den Schlitz 113 verlaufenden Druckfuß 231 auf die Ventilspindel des Luftcinf iillventils 8, 9 auftritt, wenn das Enlspcrrorgan betätigt wird. Die Betätigung des Entspcrrorgans 23 erfolgt über einen Druckknopf 232 gegen den Widerstand einer Rückholfeder 233, wodurch die Ventilspindel 12 nach unten verschoben wird. Diese Bewegung wird von der Ventilfeder 122 unterstützt.

Wenn man den Stcllkörpcr 20 in die Zcntralbohrung 19 einschraubt, drückt der Stcllkörpcr über den Anschlagbolzcn 173 bzw. über den Hülsenrand der <,₅ Aufspannhülsc 11 die beiden Aufspannhülsen 11, 17 nach unten und spannt dadurch die beiden Ventilfedern 122, 163 auf. Die Drehung des Stcllkörpcrs ft) erfolgt mit dem Drehgriff 21, dessen Zeiger 211. die Federspannung der beiden Ventilfedern auf der Skala 22 anzeigt, und zwar als eine Funktion des angestrebten Solldrucks.

Wenn der Istdruck größer ist als der Solldruck, gibt die Ventilfeder 163 des Luftauslaßventils 16,, 151 dem Druck der an der Ventilspindel 16t befestigten Membrane 164 nach und verschiebt sich nach oben, wodurch das Luflauslaßvcntil 16„151 sichöffnetund die überschüssige Luft, aus dem Drucksystem Reifen-Versorgungskanal durch den: Luftauslaßkanal 15; entweicht, wobei die Stahlzunge 153 ein Signal ertönen läßt. Dieser Vorgang verläuft automatisch, sobald· das Gerät angeschlossen ist

Wesentlich komplexer ist das Geschehen am Lufteinfüllventil 8,. 9. Der an der Außenwand des, Versorgungskanals 2 angeordnete Lufteinfüllventilkopf; 9 wird von dem in der Vorkammer 7 herrschenden Luftdruck in den Ventilsitz 8 gedrückt. Auch der auf· der Membrane 123 ruhende Istdruck im.Versorgungskanal 2 hilft mit den: Einfüllventilkopf 9 in der Sperrstellung, zu halten. Dagegen wirkt die Federspannung der zwischen Aufspannhülse 11 und Ventilspindelkragen 121 aufgespannten Ventilfeder 122 diesen Kräften entgegen; und ist bestrebt, sie zu: überwinden und den Ventilkopf9 aus dem Ventilsitz 8 abzuheben,

Auf die Ventilspindel: 12 des Lufteinfüllventils wirken somit die Kräfte p_v (Luftdruck des Druckluftbehällers 5 auf den wirksamen Querschnitt des Ventilkopfes 9), p,„ (der im Versorgungskanal 2 herrschende Luftdruck auf den wirksamen Querschnitt der Membrane 123), und pi die Federkraft der Ventilfeder 122), Dieses Kräftesystem ist ausgeglichen; wenn

Pr = pm + Pv.

Hält man den Druck im Druckluftbehälter 5 konstant, lautet die Formel

Pf = Pm + k.

Das Gerät kann dann vollautomatisch betrieben werden, indem die durch Betätigung des Stellkopfes 20 auf Solldruck eingestellte Ventilfeder 122 den Membranendruck überwindet, sobald pt > p,„ + k. Das Einfüllventil 8, 9 öffnet sich daraufhin so lange, bis das Gleichgewicht pt = p_m + k wieder hergestellt worden ist.

Da das Luftauslaßsignal am Kanal 15 nur dann ertönt, wenn der Istdruck den Solldruck übersteigt, erhält der Bedienende bei dieser vollautomatischen Version keine Vollzugsanzeige. Es muß daher unbedingt ein Druckanzeigegerät eingebaut werden.

Diese vollautomatische Verwenbarkeit des crfindungsgemäßen Gerätes setzt eine relativ genaue Konstanthaltung des Basisdrucks voraus. Es soll in der Folge kurz untersucht werden, ob die bei Tankstellen u. dgl. üblicherweise vorhandenen Einrichtungen hierzu ausreichen. Bei Tankstellen und Werkstätten wird allgemein die für den Gestamtbetrieb benötigte Druckluft von einem Kompressor erzeugt, der gleich zeitig mit dem Rcifenfüllgerät die Hebebühne, die Sehmierpresse, die Spritzanlage für Unterbodeiwchut/ usw. versorgt. Der am Kompressor angeschlossene Druckluftkesscl weist einen vorgeschriebenen Minimnldruck von 15 utü auf. Zwischen dem Druckluftkesscl und dem Druckluftbchälter 5 des Ausführungsbeispiel!, ist ein Reduzierventil angeordnet, das je nach Größe und Kapazität der Gcsamiunlagc den Luftdruck auf 10,8 oder 6 aiii reduziert. Dns handelsübliche Reduzierventil

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weist allgemein Druckschwankungen um ± 2% auf, die temperaturbedingt noch etwas höher ansteigen können. Bei Annahme der folgenden Werte: Basisdruck 8 aiii, wirksamer Querschnitt Ventilkopf Einfüllventil 0,8 cm², wirksamer Querschnitt öffnung Ventilsitz 0,3 cm², wirksamer Querschnitt Membrane 5 cm² und eingestellter Solldruck 2 atü ergibt sich unter der Voraussetzung, daß der Istdruck nahe am Solldruck liegt, daß die Ventilfeder 122 eine Federkraft von pr > 15,8 Ikp aufweisen muß, um das Kräftesystem p_m + p_v zu überwinden und den Lufteinfüllventilkopf 9 aus dem Ventilsitz 8 abzuheben. Am Reduzierventil muß mit Schwankungen zwischen 8,16 und 7,84 atü gerechnet werden; die Kraft p_v schwankt dementsprechend zwischen 6,528 und 6,272 kp. Der eingestellte Solldruck 2,0 atü wird mit einer Federleistung pt = 15,8 kp exakt erreicht. Da jede Abweichung an der Einfüllventilfederkraft pi von einer entsprechenden Abweichung an der Membrangegenkraft p_m ausgeglichen werden muß, entsteht im Versorgungskanal 2 bei Federkraft 15,928 kp ein Druck von 2,0256 atü und bei Federkraft 15,672 kp ein Druck von 1,9744 atü. Diese Abweichungen liegen in den Grenzen um ± 1 bis 1,5% und fallen bei Reifenfüllungen nicht ins Gewicht. Das Lufttankgerät bietet auch eine halbautomatische Version an, die zusammen mit selbst einfachsten Einrichtungen verwendbar ist. Dieses einfache Lufteinfüllverfahren ist auf F i g. 3,4 und 5 schematisch dargestellt. Auf F i g. 3 ist die Situation gezeigt, die entsteht, wenn der Istdruck in dem angeschlossenen Reifen größer ist als der auf Skala 22 eingestellte Solldruck, vorausgesetzt daß der Tankwart den Druckknopf 233 noch nicht betätigt. Der auf die Membrane 164 wirkende Istdruck überwindet die Federkraft der Auslaßventilfeder 163 und hebt den Auslaßventilkopf 16 aus dem Ventilsitz 151 ab, bis der Istdruck dem eingestellten Solldruck gleicht. Als Vollzugsanzeige ertönt ein akustisches Signal der Stahlzunge 153. Wenn dieses Signal aufhört, ist der Solldruck erreicht.

Wenn der im Reifen 6 herrschende und sich in den Versorgungskanal 2 verpflanzende Istdruck aber kleiner ist als der auf der Skala 22 eingestellte Solldruck, tritt das Luftauslaßventil 16, 151 nicht in Funktion. Drückt der Tankwart nun auf den Druckknopf, entsteht die auf Fig.4 dargestellte Situation. Der Fuß 231 des Entsperrorgans 23 verschiebt die Einfüllventilspindel 12 nach unten, ohne dabei die Lage der Aufspannhülse 11 zu beeinflussen. Der Ventilkopf 9 wird aus dem Ventilsitz 8 abgehoben. Diese Verschiebung der Ventilspindel 12 erfolgt gegen den Widerstand der von dem im Versorgungskanal 2 herrschenden Istdruck beaufschlagten Membrane 123 sowie gegen den auf dem Ventilkopf 9 ruhenden Druck aus dem Druckluftbehälter 5. Die Verschiebung der Ventilspindel wird jedoch von der Ventilfeder 122 unterstützt, die von dem Stellkopf 20 auf eine dem Solldruck entsprechende Federspannung aufgespannt worden ist.

Die Ventilfeder 122 spielt auch bei der hier beschriebenen halbautomatischen Version des Lufttankgerätes eine wichtige Rolle. Sie ist stets auf den Solldruck eingestellt und wirkt daher auf die öffnung des Ventils hin mit einer Kraft, die im Normalfall (nämlich Solldruck > Istdruck) größer ist als die von der Membrane 123 entwickelte Gegenkraft. Die von seiten des Tankwarts aufzubringende Arbeitsleistung am Druckknopf 232 muß also maximal den auf dem wirksamen Querschnitt des Ventilkopfes 9 ruhenden Druck aus dem Druckluftbehälter überwinden.

Bei Bedienung des Lufttankgerätes in der halbautomatischen Version wird der Tankwart schon aus Zeitgründen den Druckknopf 232 sofort nach Anschluß des Reifens 6 betätigen, und zwar ohne Rücksicht darauf, ob das Summersignal ertönt oder nicht. Diese Situation ist auf F i g. 5 dargestellt. Der Tankwart drückt den Druckknopf so lange, bis er das Summersignal aus dem Luftauslaßkanal 15 vernimmt. Dann läßt er erst den Druckknopf los. Sobald das Summersignal aufhört, ist

ίο der Reifen 6 ordnungsgemäß versorgt.

Dieses einfache halbautomatische Verfahren hat sogar dem vollautomatischen gegenüber wesentliche Vorteile. Der Tankwart braucht sich nicht auf irgend etwas zu konzentrieren oder ein Druckanzeigegerät zu beobachten; sein tätiges Mitwirken ist mit dem Anschluß des Einfüllgerätes am Nippel des Reifens 6 und der Einstellung der Skala 22 sowie der Feststellung des Summersignals und der Abnahme am Nippel beendet. Er braucht kein Druckanzeigegerät, denn das Summersignal gibt ihm die Gewähr, daß der Reifen ordnungsgemäß versorgt ist. Bedenken wegen des noch vorhandenen Druckes im Druckluftbehälter sind gegenstandslos, denn sofern das Signal ertönt, ist ausreichend Druck da. Das Lufttankgerät gibt in dieser Version eine vollständige Sicherheit für eine ordnungsgemäße Versorgung.

Dabei kann das Gerät unbedenklich von jeder ungeübten Hilfskraft bedient werden. Die Bedienung des Geräts erfordert keinerlei Ausbildung oder Erfahrung.

Selbstverständlich kann man »zur Kontrolle« auch ein Manometer einbauen, wobei jedoch zu bedenken ist, daß ein solches Instrument den Einfüllvorgang zwangläufig kompliziert, indem der Bedienende unwillkürlich das Instrument beobachten würde, was immerhin einen gewissen Zeitverlust bedeutet. Es genügt vollauf, wenn man von Zeit zu Zeit die Druckskala 22 mit Hilfe eines anstelle des Reifens angeschlossenen geeichten Manomters kontrolliert, so wie man im übrigen jedes Druckanzeigegerät in Zeitabständen kontrollieren muß. Ein durchschnittliches Druckanzeigegerät ist nicht zuverlässiger als ein sorgfältig abgestimmtes Ventilfedersystem.
Bekanntlich verläuft bei einem Ventilschluß die Funktion Zeit/Durchgangsquei schnitt etwa hyperbolisch. Dieser Umstand kann sich in bezug auf die Einfüllzeit ungünstig auswirken und unter Umständen auch die Einstellgenauigkeit beeinflussen. Es kann daher insbesondere bei Ventilen des hier gezeigten Typus — vorzugsweise beim Einfüllventil — geboten sein, eine Einrichtung zu schaffen, mit welcher das Ventil in der letzten Phase der Verschlußbewegung mittels einer dann einsetzenden zusätzlichen Kraft vorzeitig geschlossen wird. Die F i g. 6, 7 und 8 zeigen eine solche Einrichtung. Der Einfüllvcnlilkopf 9 ist mit einem Haltegestell 24 ausgerüstet, das einen Ring aus Weicheisen 25 trägt. Um den Ventilsitz 8 herum sind vier Dauermagnete 26 derart angeordnet, daß der Weicheisenring 25 in der Verschlußsteilung des Ventils auf den Dauermagneten aufliegt.

Diese Einrichtung wirkt wie auf Fig.8 dargestellt. Kurz vor Erreichen der Vcrschlußstellung ziehen die Dauermagnete 26 den Weicheisenring 25 an und schließen schlagartig das EinfüUventil.

Ähnliche Einrichtungen zum Erreichen eines vorzeitigen Ventilschlusses können selbstverständlich auch am Luftauslaßventil 16, 151 angebracht werden. Die Fig. 14, 15 und 16 zeigen eine solche Magncteinrich-

tung 25,26 am Luftauslaßventil. Der Luftauslaßkanal 15 weist gegen den Versorgungskanal 2 hin eine in diesen übergehende zylindrische Erweiterung 155 auf, an deren Boden ringförmige Dauermagneten 26 befestigt sind. Der diesen Magneten zugeordnete Weicheisenring 25 ist mittels eines Haltegestells 24 mit der Auslaßventilspindel 161 verbunden. Diese Einrichtung ist auf Fig. 16 perspektivisch dargestellt.

Der von den Magneten 26 erzielte Verschlußeffekt kann auch mit anderen Mitteln erreicht werden, vgl. die schematischen Darstellungen auf Fig.9 bis 13. An der Unterseite des Einfüllventilkopfes 9 ist eine lamellenartige, sehr dünne Stahlblechscheibe 27 befestigt, und zwar mittels einer einzigen, in der Längsmittelachse des Ventilkopfes angeordneten Befestigungsschraube 271. Fig. 10 stellt die Situation kurz vor Beendigung des Ventilweges dar. Der dem Umfang des Ventilkopfes übergreifende Rand wird vom Luftdruck über das enge noch offene Ventilspalt eingebogen und unterbricht den Luftstrom schlagartig. Das Ventil schnappt schlagartig zu und nimmt die auf Fig. 11 gezeigte Stellung ein. Die vergrößerte Teildarstellung Fig. 12 verdeutlicht diesen Vorgang.

Die Verwendung einer dünnen Stahlscheibe setzt das Vorhandensein eines gewissen Mindestdrucks voraus. Anstelle der Stahlblechscheibe kann jedoch eine Scheibe 27 aus Gummi oder Kunststoff verwendet werden, die auch bei geringen Drücken den vorzeitigen Ventilschluß zustande bringt. Solche Gummischeiben werden oft bei Ventilen eingesetzt, wo man den Verschlußvorgang abkürzen und Flattererscheinungen verhindern will, z. B. in pneumatischen Verstärkern. Wegen der sehr kurzen Verschlußwege können derartige Ventilscheiben Millionen Lastwechsel unbeschädigt aushalten.

Schließlich ist es denkbar, die Verschiebung des Entsperrorgans 23 mit einer abzugsähnlichen Aufspannvorrichtung zu verbinden, die nach Loslassen des Dnickknopfes 232 die Ventilspindel 121 nach oben schleudert. Eine solche Lösung des Problems wäre jedoch aufwendiger und störanfälliger als die hier vorgeschlagenen.

Im Ausführungsbeispiel war bisher vorgesehen, daß der zu dem zu versorgenden Reifen 6 führende Anschluß 4 in Verlängerung des Versorgungskanals 2 angeordnet ist. Man erhält jedoch ein ganz anderes Strömungsbild, wenn man den Anschluß 4 an einen quer auf den Versorgungskanal 2 verlaufenden Verbindungskanal 41 anbringt, vgl. Fig. 17 und 18. Der Druckraum 1412 des Auslaßventils 16, 151 wird dann selbst bei großem Druckgefälle von der Füllströmung wenig berührt.

Hierzu 7 Blatt Zeichnungen

Claims (12)

Patentansprüche:

1. Lufttankgerät, das zwischen einem Druckluftbehälter und dem mit Druckluft eines vorbestimmten Luftdrucks (Solldrucks) zu versorgenden Hohlkörper, insbesondere einem Fahrzeugreifen, angeordnet wird, ein Lufteinfüllventil sowie ein Luftauslaßventil enthält und bei dem das Lufteinfüllventil und das Luftauslaßventil in einem den Druckluftbehälter mit dem zu versorgenden Hohlkörper verbindenden und lediglich am Lufteinfüllventil in dessen Sperrstellung unterbrochenen Versorgungskanal einmünden, d a durch gekennzeichnet, daß der Lufteinfüllventilkopf (9) von der Außenseite des Versorgungskanals (2) und der Luftauslaßventilkopf (16) von der Innenseite des Versorgungskanals her an den in der Wand des Versorgungskanals ausgebildeten Ventilsitzen (8, 151) anliegen, während sowohl die Ventilspindel (12) des Lufteinfüllventils (8,9) als auch die Ventilspindel (161) des Luftauslaßventils (16,151) mit je einer von dem im Versorgungskanal (2) herrschenden Luftdruck beaufschlagten Druckkolbeneinrichtung (123, 164) sowie mit je einer Ventilfeder (122, 163) ausgerüstet sind, von denen jede zwischen je einem an der betreffenden Ventilspindel (12,161) befestigten Kragen (121,162) und je einer in Längsrichtung der Ventilspindel und unabhängig von einer längsverschieblichen Aufspannhülse (11, 17) eingespannt ist, wobei beide Aufspannhülsen (11,17) auf einem im Gerätegehäuse (1) längsverschiebbar einschraubbaren Stellkörper (20) aufliegen.

2. Lufttankgerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Lufteinfüllventilkopf (9) mittels eines unabhängig vom Stellkörper (20) und Aufspannhülse (11) verschiebbaren Entsperrorgans (23, 232) gegen den auf Einfüllventilkopf (9) und Druckkolbeneinrichtung (123) ruhenden Luftdruck aus seinem Ventilsitz (8) abhebbar ist.

3. Lufttankgerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das eine Ende der Ventilspindel (161) des Luftauslaßventils (16, 151) längsverschiebbar in der Zentralbohrung (171) der Aufspannhülse (17) angeordnet ist, welche in einer im Verhältnis zur Gerätelängsachse exzentrisch verlaufenden Längsbohrung (14) längsaxial verschiebbar geführt wird und mit einem Anschlagstück (173) an der Unterseite des Stellkörpers (20) anliegt.

4. Lufttankgerät nach Ansprüchen 1 und 3, dadurch gekennzeichnet, daß die exzentrisch verlaufende Längsbohrung (14) an ihrem vom Stellkörper (20) abgewandten Teil eine als Druckkammer (141) wirkende Erweiterung erfährt, die in den Versorgungskanal (2) übergeht und die mit der Ventilspindel (161) verbundene und an dieser befestigte Druckkolbeneinrichtung (164) aufnimmt.

5. Lufttankgerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der vom Versorgungskanal (2) ins Freie führende und mit dem Auslaßventilsitz (151) ausgerüstete Luftauslaßkanal (15) einen von der ausströmenden Luft angetriebenen akustischen Signalgeber (153) enthält.

6. Lufttankgerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die EinfüHventiispindei (i2) in einer Zentralbohrung der ihr zugeordneten Aufspannhülse (11) längsverschiebbar geführt wird, welche in einer im Verhältnis zur Längsachse des

Gerätegehäuses (1) exzentrisch verlaufenden Längsbohrung (10) längsverschiebbar angeordnet ist.

7. Lufttankgerät nach Ansprüchen 1, 2 und 6 dadurch gekennzeichnet, daß die Aufspannhülse (11) nach dem Stellkörper (20) hin eine erweiterte Längsbohrung (122) aufweist, an deren der Gehäuselängsachse zugewandten Seite ein Schlitz (113) ausgebildet ist, in welchen ein auf dem Ende der EinfüHventiispindei (12) aufliegender Fuß (231) des Entsperrorgans (23) verschiebbar eingreift.

8. Lufttankgerät nach Ansprüchen 1 und 6, dadurch gekennzeichnet, daß die exzentrisch verlaufende Längsbohrung (10) eine mit dem Versorgungskanal (2) verbundene und als Druckkammer (101) wirkende Erweiterung erfährt, welche die an deir Einfüllvenlilspmde! (12) befestigte Druckkolbeneinrichtung (123) aufnimmt.

9. Lufttankgerät nach Ansprüchen 1 und 8, dadurch gekennzeichnet, daß jede Druckkolbeneinrichtung von je einer Membrane (123, 164) gebildet ist, die luftdicht zwischen der betreffenden Ventilspindel (12, 161) und der Zylinderwand der dieser zugeordneten Druckkammer (101, 141) angeordnet ist.

10. Lufttankgerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Einfüllventilkopf (9) über ein Haltegestell (24) mit einem Weicheisenkörper (25) ausgerüstet ist, der in der Sperrstellung des Einfüllventils (8, 9) auf mindestens einem nahe dem Ventilsitz (8) angeordneten Dauermagneten (26) aufliegt.

11. Lufttankgerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Auslaßventilkopf (16) über ein in einer mit dem Versorgungskanal (2) verbundenen Erweiterung (155) des Luftauslaßkanals (15) bewegbares und mit Luftdurchlässen versehenes Haltegestell (24) mit einem Weicheisenkörper (25) ausgerüstet ist, der in der Sperrstellung des Luftauslaßventils (16, 151) auf einem am Boden der Erweiterung (155) befestigten Dauermagnetkörper (26) aufliegt.

12. Lufttankgerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß an mindestens einem der Ventilköpfe (9,16) eine elastische Scheibe (27) derart; befestigt ist, daß sie in der Sperrstellung des Ventils; (8,9; 16,151) at\f dem Ventilsitz (9,151) aufliegt und mit ihrem Rand über dem Rand des Ventilsitzes; übergreift.