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Einrichtung zur Regelung des Luftreifendruckes von Kraftfahrzeugen
während der Fahrt Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zur Regelung des Luftreifendruckes
von Kraftfahrzeugen während der Fahrt, insbesondere für Lastkraftwagen u. dgl.
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Es sind Regeleinrichtungen bekannt, in denen die Luftreifen über je
eine umlaufende Anschlußvorrichtung und über je eine Zuleitung und ein Reifenventil
an eine Luftleitung im Fahrzeug angeschlossen sind, wobei diese Luftleitung wahlweise
z. B. durch einen Dreiwegehahn mit einer Druckluftquelle auf dem Fahrzeug oder über
ein einstellbares Überdruckventil mit der Außenluft verbunden werden kann. Außer
einer gewöhnlichen Füllung der Reifen, z. B. nach etwaigem Luftverlust, müssen diese
Einrichtungen je nach Bedarf sowohl eine Druckerhöhung als auch eine Drucksenkung
in den Reifen erlauben, damit der Reifendruck während der Fahrt der Fahrbahnbeschaffenheit
angepaßt werden kann.
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Zu diesem Zweck sind bereits Einrichtungen bekannt, bei denen sich
die Reifenventile unter einem in der Luftzuleitung herrschenden Überdruck öffnen
und noch offen bleiben, wenn der Leitungsdruck etwas niedriger ist als der Reifeninnendruck.
Es ist dadurch möglich, nicht nur durch eine Drucksteigerung in der Luftleitung
das Reifenventil
zu öffnen und dadurch Druckluft in den Reifen einströmen
zu lassen, sondern auch durch Herbeiführung eines Druckes in der Luftleitung, der
etwas geringer ist als der Reifendruck, das Reifenventil offen zu halten, und zwar
so lange, bis durch genügendes Auslassen von Luft aus dem Reifen der Reifendruck
auf die gewünschte Höhe gesunken ist. Durch eine starke Drucksenkung in der Luftleitung
können dabei die Reifenventile sofort geschlossen werden, so daß der erreichte Reifendruck
beibehalten bleibt.
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Bei den bisher bekannten Einrichtungen dieser Art wird jedes, in der
oben beschriebenen Weise wirkende Reifenventil mittels eines durch Druckluft bewegten
Stufenkolbens betätigt. Dies führt zu einer ziemlich komplizierten, empfindlichen
und kostspieligen Bauart des gesamten Reifenventils.
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Nach der Erfindung wird dieser Nachteil durch ein einfaches Reifenventil
behoben, das in an sich bekannter Weise als federbelastetes Rückschlagventil mit
starrem Abschlußkörper und elastischem Ventilsitz oder umgekehrt ausgebildet ist,
in welchem jedoch die anliegenden Dichtungsflächen von Abschlußkörper und Ventilsitz
erfindungsgemäß voneinander etwas abweichen, d. h. nicht ganz genau zusammenpassen
und derart gestaltet sind, daß sie bei einer schwächeren Anpressung kleine Luftdurchlaßöffnungen
freilassen und diese erst bei einer stärkeren Anpressung infolge der elastischen
Verformung des Ventilsitzes bzw. des Abschlußkörpers vollkommen schließen.
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Es sind zwar als federbelastete Rückschlagventile ausgebildete Reifenventile
bekannt, die einen starren kegelförmigen Ventilsitz und einen elastischen, ebenfalls
kegelförmigen, jedoch einen kleineren Kegelöffnungswinkel als der Ventilsitz aufweisenden
Abschlußkörper aufweisen. Obwohl sich bei dieser Ausbildung die aneinanderliegenden
Dichtungsflächen vom Abschlußkörper und Ventilsitz auf einen schmalen Streifen in
Übereinstimmung mit der vorderen Kante des Abschlußkörpers beschränken, passen sie
dennoch genau zusammen, da sie beide einen glatten, kreisförmigen Querschnitt aufweisen.
Im Gegensatz zu der Erfindung schließt deshalb dieses Ventil vollkommen dicht, sobald
der Abschlußkörper mit einem Ventilsitz auch unter leichtestem Druck in Berührung
kommt.
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Nach der Erfindung kann dagegen der Ventilsitz des Reifenventils z.
B. aus einem kreisförmigen Gummiring und der entsprechende Abschlußkörper aus einem
starren Kegelventil mit leicht geriffelter Außenfläche oder mit beliebigem, von
der Kreisform etwas abweichendem, z. B. ovalem oder vieleckigem Querschnitt bestehen.
Umgekehrt kann der Abschlußkörper des Reifenventils aus einem starren Kegelventil
mit Kreisquerschnitt und der Ventilsitz aus einem Gummiring mit leicht geriffelter
Dichtungskante oder mit beliebigem, von der Kreisform etwas abweichendem, z. B.
ovalem oder vieleckigem Querschnitt bestehen. Es sind auch Ausführungen möglich,
in welchen sowohl der Gummiring des Ventilsitzes als auch das Kegelventil beliebige,
von der Kreisform abweichende, jedoch nicht ganz zusammenpassende Querschnitte aufweisen.
In allen Fällen kann, wie bekannt, auch der Ventilsitz starr und der Abschlußkörper
elastisch ausgebildet werden.
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Das Reifenventil nach der Erfindung wird in an sich bekannter Weise
derart angeordnet, daß der Reifeninnendruck im gleichen Sinne wie die Ventilfeder
auf den Abschlußkörper wirkt und diesen auf den Ventilsitz drückt, während der in
der Luftzuleitung herrschende Druck den Abschlußkörper von dem Ventilsitz abzuheben
bestrebt ist. Sinkt der Reifeninnendruck in bezug auf den Leitungsdruck ab, so wird
das Reifenventil durch den Leitungsdruck selbsttätig geöffnet, und die Druckluft
strömt in den Reifen ein. Stellt sich dagegen in der Luftleitung ein Druck ein,
der etwa geringer ist als der Reifeninnendruck, so wird der Abschlußkörper des Reifenventils
nur schwach gegen den Ventilsitz gedrückt, so daß die kleinen Luftdurch laßöffnungen
zwischen Abschlußkörper und Ventilsitz noch offen bleiben und das Ausströmen der
Luft aus dem Reifen, d. h. eine Absenkung des Reifendruckes ermöglichen. Wird aber
der Leitungsdruck in bezug auf den Reifeninnendruck stark herabgesetzt, so wird
der Abschlußkörper des Reifenventils durch den großen Druckunterschied so stark
gegen den Ventilsitz gepreßt, daß sich die noch offenen Luftdurchlaßöffnungen nunmehr
vollkommen schließen und das Entweichen der Luft aus dem Reifen unterbunden wird.
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In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel dargestellt. Es zeigt
Fig. i das Schema der Einrichtung nach der Erfindung, Fig. z und 3 die Stellung
des Dreiwegehahnes bei abgeschlossener bzw. mit der Druckluftquelle verbundener
Luftleitung, Fig. 4 den Dreiwegehahn im Aufriß, mit darauf angeordnetem Überdruckventil
im Schnitt, Fig. 5 das Rückschlagventil der einzelnen Luftreifen im Schnitt, Fig.
6 den Abschlußkörper des Rückschlagventils in schaubildlicher Darstellung.
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In der Zeichnung ist I eine im Fahrzeug vorgesehene Druckluftleitung,
die an alle Luftreifen 2 durch je eine umlaufende Anschlußvorrichtung 3 und durch
je ein an Stelle des üblichen Füllstutzennadelventils angeordnetes Rückszhlagventil
4 angeschlossen ist. Die Luftleitung I ist ferner an einen Dreiwegehahn 5 angeschlossen
und dauernd durch die Abzweigung IoI mit einem Luftdruckmesser 6 verbunden. Dreiwegehahn
5 und Luftdruckmesser 6 sind vorzugsweise auf dem Schaltbrett des Kraftwagens oder
sonst in Griffweite des Wagenführers angeordnet. Nach der Ausführungsform der Fig.
4 ist ferner die Druckmesserleitung IoI in dem Dreiwegehahn 5 selbst von der Hauptleitung
I abgezweigt. Der Dreiwegehahn 5 ist durch ein einstellbares Überdruckventil 7 mit
der Außenluft und durch die Leitung 8 mit einem auf dem Fahrzeug vorgesehenen Druckluftbehälter
9 verbunden. Dadurch kann die Luftleitung i wahlweise mit dem Druckluftbehälter
9 (Fig. i) oder mit dem überdruckventil
7 (Fig. I) verbunden oder
auch abgeschlossen werden.
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Das Überdruckventil 7 der Luftleitung I kann auf dem Dreiwegehahn
5 selbst angeordnet werden und besteht aus einem federbelasteten Absperrventil (Fig.
4), dessen Öffnungsdruck beliebig eingestellt werden kann, indem man die Spannung
der Feder 107 durch Ein- und Ausschrauben der durchlochten Federabstützbüchse 207
ändert.
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Das zwischen dem Füllstutzen Io2 jedes Luftreifens 2 und der umlaufenden
Leitung 103 der entsprechenden Anschlußvorrichtung 3 eingeschaltete Rückschlagventil
4 ist nach der Erfindung so ausgebildet, daß es sich bei kleineren Druckgefällen,
d. h. bei kleineren Überdrücken im Reifen 2, nicht ganz schließt. Zu diesem Zweck
hat das Rückschlagventil 4 einen elastischen, z. B. aus einem kreisförmigen, nur
teilweise im Ventilgehäuse eingefaßten Gummiring 104 gebildeten Ventilsitz (Fig.
5). Der kegelförmige Abschlußkörper 204 dieses Rückschlagventils 4 hat dagegen keinen
kreisförmigen, sondern einen vieleckigen, z. B. einen zwölfeckigen Querschnitt (Fig.
6), der dadurch erhalten wird, daß man einen Ventilkegel mit Kreisquerschnitt seitlich
stellenweise abflacht und darauf ebene Mantelteilflächen 304 bildet. Die zusammenwirkenden
Dichtungsflächen des Abschlußkörpers 204 und des elastischen Ventilsitzes Io4 passen
also nicht ganz zusammen. Wenn deshalb der Druck im Luftreifen 2 nur etwas, z. B.
bei Lastkraftwagen um I bis 2 atü, höher ist als der in der Luftleitung I, 103 herrschende
Druck, d. h. wenn das Druckgefälle »Reifen 2-Luftleitung I, Io3« einen festgelegten
Höchstwert nicht überschreitet, wird der Abschlußkörper 2o4 nur leicht gegen den
elastischen Ventilsitz 104 gepreßt, so daß dazwischen, in Übereinstimmung mit den
ebenen Mantelflächen 304 des Abschlußkörpers 204, kleine Luftdurchlaßöffnungen frei
bleiben, die das Entweichen des überschüssigen Druckes aus dem Reifen 2 und folglich,
einen Ausgleich der im Reifen 2 und in der Leitung I herrschenden Drücke herbeiführen.
Überschreitet dagegen das Druckgefälle »Reifen-Luftleitung« das festgelegte Höchstmaß,
d. h. ist der Druck in dem Reifen 2 wesentlich höher als der in der Luftleitung
I, 103 herrschende Druck, so preßt der größere Druckunterschied den Abschlußkörper
2o4 so stark gegen den Ventilsitz 104, daß sich dieser elastisch verformt und sich
auch auf die ebenen Mantelflächen 304 des Abschlußkörpers dichtend auflegt. Erst
dann wird also das Rückschlagventil 4 ganz geschlossen und verhindert das Entweichen
der Luft aus dem entsprechenden Reifen 2. Andererseits kann das Ventil 4 durch einen
beliebigen, die Kraft der Feder 404 übertreffenden Überdruck in der Luftleitung
I geöffnet werden.
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Die Wirkungsweise der beschriebenen Einrichtung in ihrer Gesamtheit
ist folgende: Die Füllung bzw. die Druckerhöhung der Luftreifen 2 geschieht in an
sich bekannter Weise, indem man die Luftleitung zeitweise durch den Dreiwegehahn
5 mit dem Druckluftbehälter 9 verbindet (Fig. 3), wobei sich die Rückschlagventile
4 selbsttätig öffnen und das Einströmen der zugeführten Druckluft in die einzelnen
Luftreifen 2 zulassen. Im normalen Fahrbetrieb wird die Luftleitung I entweder abgeschlossen
(Fig. 2) oder vorzugsweise mit dem auf den gewünschten Betriebsdruck eingestellten
Überdruckventil 7 verbunden (Fig. I). Die einzelnen Luftreifen 2 werden also während
der Fahrt durch eine Luftleitung I untereinander verbunden, in der der gewünschte
Betriebsdruck der Reifen selbst herrscht. Die Rückschlagventile 4 bleiben deshalb
teilweise offen und gestatten einen Ausgleich der einzelnen Luftreifendrücke untereinander,
der besonders dann wichtig ist, wenn in einem oder mehreren Reifen kleine Druckverluste
während der Fahrt auftreten. In diesem Fall nehmen nämlich alle an die Luftleitung
angeschlossenen Luftreifen den in dem fehlerhaften oder am wenigsten gefüllten Reifen
herrschenden Druck an, der auf dem Luftdruckmesser 6 abgelesen werden kann. Dadurch
kann der Wagenführer rechtzeitig eingreifen und die Nachfüllung der Reifen vornehmen.
Wenn andererseits eventuelle, z. B. durch Überhitzung od. dgl. bedingte Überdrücke
in den Luftreifen auftreten, so werden diese sofort durch das Überdruckventil 7
der Luftleitung I entladen, da die in diesem Fall auftretenden Druckunterschiede
zwischen Reifen 2 und Luftleitung I langsam und stetig anwachsen und deshalb die
Rückschlagventile 4 nicht zu schließen vermögen.
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Soll nun der Luftreifendruck während der Fahrt auf einen kleineren
Betriebsdruck herabgesetzt werden, so wird das Überdruckventil 7 der Luftleitung
I langsam auf den gewünschten neuen Druck eingestellt. Auch in diesem Falle ist
das herbeigeführte Druckgefälle zwischen den einzelnen Reifen 2 und dar daran angeschlossenen
Luftleitung I so gering, daß die Rückschlagventile 4 offen bleiben und das gleichzeitige
Entweichen des überschüssigen Druckes aus allen Luftreifen bis zur Erreichung des
neueingestellten niedrigeren Betriebsdruckes zulassen.
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Wird dagegen die Luftleitung I plötzlich unmittelbar mit der Außenluft
in Verbindung gesetzt, z. B. infolge eines Bruches od. dgl. oder auch infolge eines
schnellen und übermäßigen Öffnens des Überdruckventils 7, so überschreitet der Unterschied
zwischen dem Reifeninnendruck und dem Außendruck das zum Offenhalten der Rückschlag-Ventile
4 festgelegte Höchstmaß und bewirkt den sofortigen vollen Abschluß der Rückschlagventile
4. Dadurch wird einerseits die Fahrsicherheit voll bewahrt, während andererseits
der Abbau des Druckes der einzelnen Luftreifen ermöglicht wird.
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Über den Inhalt der Patentansprüche hinausgehende Teile der Beschreibung
dienen narr der Erläuterung und, haben keine patentrechtliche Bedeutung.