DE3405111C2 - Einrichtung zur Änderung des Druckes in den Reifen eines Fahrzeuges - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zur Änderung des Druckes in den Reifen eines Fahrzeuges gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs.

Eine solche Einrichtung ist aus der DE 29 29 894 A1 bekannt.

Bei dieser Einrichtung ist ein Steuerschalter über elektri­ sche Leitungen mit elektromagnetisch betätigbaren Wegeven­ tilen verbunden. Entsprechend der Schaltstellung des Steuer­ schalters werden von den elektromagnetisch betätigbaren Wegeventilen Steuerdrücke an eine Ventilkombination gelei­ tet, die aus drei Relaisventilen und einem Überströmventil besteht. Die Relaisventile der Ventilkombination sind in Reihe geschaltet und befinden sich in der Vorratsleitung zwischen dem Druckluft­ system des Fahrzeuges und einem über eine rotationsbewegliche Dichtung versorgten, am Reifen angeordneten Reifendrucksteuerventil.

Durch Verändern der Stellung des Steuerschalters werden die Schaltstellungen der Relaisventile jeweils so kombiniert, daß der Reifendruck entweder erhöht oder gesenkt wird. Ebenso kann der Steuerschalter auch in Stellungen gebracht werden, in welchen der Reifendruck geprüft oder das System entlüftet wird.

In der Stellung des Steuerschalters "Reifendruck senken" werden die Schaltstellungen der Relaisventile so kombiniert, daß eine Verbindung des Reifens über eine Reihe von drei Relaisventilen und einem Überströmventil zur Atmosphäre hergestellt wird.

In der Stellung "System entlüften" wird die Druckluft, die sich in einer Leitung zwischen dem Reifendrucksteuerventil und dem ersten der in Reihe geschalteten Relaisventile befindet über dieses Relaisventil in die Atmosphäre abge­ führt.

Bei dieser bekannten Einrichtung ergeben sich relativ lange Zeiten für die Senkung des Reifendruckes, da die vom Reifen abzuführende Luft drei Relaisventile und ein Überströmventil passieren muß. Dadurch ergeben sich zahlreiche Umlenkungen der strömenden Luft, die einen erhöhten Strömungswiderstand­ zur Folge haben.

Eine vergleichbare Reifendruckregeleinrichtung ist auch aus der DE 31 35 037 A1 bekannt.

Auch diese Reifendruckregeleinrichtung hat den Nachteil, daß in der Schaltstellung "Reifendruck senken" die Druckluft über mehrere Ventile (drei Ventile) zur Atmosphäre hin abgeführt wird, wodurch sich ebenfalls relativ lange Wege und ein erhöhter Strömungswiderstand ergeben.

Aus der DE 28 26 635 A1 ist eine Reifendruckregeleinrichtung bekannt, die im wesentlichen aus einem in die von einer Druckmittelquelle zu einem Reifen führenden Leitung angeord­ neten, elektromagnetisch betätigbaren Schaltventil und einem diesem nachgeschalteten Steuerventil besteht.

Bei dieser bekannten Reifendruckregeleinrichtung weist das Schaltventil einen zur Atmosphäre hin führenden Entlüftungs­ anschluß auf, über welches der Reifen mit der Atmosphäre verbindbar ist. Da das Steuerventil in Abhängigkeit von dem Druck in einem Druckmittelspeicher und einem Drosselrück­ schlagventil in der Offenstellung gehalten wird, ist es erforderlich, auch beim Vorgang "Reifendruck senken", den Druckspeicher und die diesen mit dem Antriebsteil des Steuerventils verbindende Druckmittelleitung impulsweise mit Druckmittel zu versorgen. Dies erfordert wiederum, das Schaltventil, über welches der Druck im Reifen zur Atmosphä­ re hin abgebaut werden soll, ständig umzuschalten, und zwar zwischen den Schaltstellungen "Reifendruck erhöhen" und "Reifendruck senken". Es handelt sich dabei zwar nur um kurze Druckimpulse, die nicht zu einer Erhöhung des Reifen­ druckes oder zum Halten des Reifendruckes führen sollen sondern lediglich die Aufgabe haben, das Steuerventil beim Vorgang "Reifendruck senken" in der Offenstellung zu halten, da eine auf den Ventilkörper gegen den langsam absinkenden Speicherdruck wirkende Federkraft das Steuerventil in die Schließstellung bringen würde, was zu einer ungewollten Beendigung des Druckabsenkvorganges führen würde.

Die Folge dieser zeitgesteuerten Druckimpulse verzögert natürlich auch das gewollte Druckabsenken im Reifen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Einrichtung der eingangs genannten Art so zu verbessern, daß kürzere Zeiten für das Senken des Reifendruckes erreicht werden.

Diese Aufgabe wird durch die kennzeichnenden Merkmale im Patentanspruch gelöst.

Die Erfindung hat den Vorteil, daß nicht nur beim Entlüften des Systems sondern auch beim Senken des Reifendruckes die aus dem Reifen abströmende Luft durch das erste, hinter dem Reifendrucksteuerventil angeordnete Relaisventil, in die Atmosphäre abgeleitet wird. Dadurch wird der Strömungswider­ stand in der dem Reifendrucksteuerventil nachgeschalteten Vorratsleitung gering gehalten, so daß ein größerer Luftdurchlaß erreicht wird.

Die Erfindung wird anhand eines Ausführungsbeispiels, das in der Zeichnung dargestellt ist, näher erläutert.

Es zeigen:

Fig. 1 eine schematische Darstellung des prinzipiellen Aufbaues einer Einrichtung zur Änderung des Druckes in den Reifen eines Fahrzeugs;

Fig. 2 die axiale Verschiebemöglichkeit eines Schalt­ knebels eines elektrischen Steuerschalters.

Die Einrichtung nach Fig. 1 ist dafür vorgesehen, Luft­ druckänderungen im Reifen eines Fahrzeuges, die manuell eingeleitet werden, zu steuern. Anstelle manuell bedien­ barer Steuerschalter können diese Einrichtungen auch mit elektronisch arbeitenden Steuer- und Kontrolleinrichtun­ gen ausgerüstet sein, bei welchen die Vorgänge der Ände­ rung des Reifendruckes in einer automatischen Folge ab­ laufen.

In der Beschreibung wird zur Vereinfachung nur der Teil der Einrichtung im Detail beschrieben, der zur Änderung des Reifendruckes der Räder der Vorderachse dient, da die Einrichtung für die Hinterachse genauso aufgebaut ist wie die Einrichtung für die Vorderachse.

Die Reifendruckregelanlage verbindet das Druckluftsystem des Fahrzeuges über eine Vorratsleitung, bestehend aus den Leitungen 11, 12, 13, mit dem Reifen. Mit der Leitung 11 ist ein elektromagnetisch betätigbares 2/2-Wegeventil 1, das die Funktion eines Absperrventils hat und als Magnet­ ventil ausgebildet ist, an das Druckluftsystem des Fahr­ zeuges angeschlossen. In seiner Grundstellung sperrt das Magnetventil 1 die Verbindung vom Druckluftsystem des Fahrzeuges zur Reifendruckregelanlage. In seiner Arbeits­ stellung ist das Magnetventil 1 auf Durchgang geschaltet. Das Magnetventil 1 ist über die Leitung 12 mit einem Relaisventil 2 verbunden. Das Relaisventil 2 hat einen Ent­ lüftungsanschluß 9 zur Atmosphäre. Die Leitung 13 führt vom Relaisventil 2 über eine rotationsbewegliche Dichtung 6 (Rotor) zu einem Reifendrucksteuerven­ til 7. Dem Reifendrucksteuerventil 7 ist reifenseitig eine Drossel 8 vorgeschaltet.

Das Reifendrucksteuerventil 7, das nach Art eines Über­ strömventils gestaltet ist, läßt beim Erhöhen oder Senken des Reifendruckes die Luft, die vom Druckluftsystem des Fahrzeuges oder vom Reifen kommt, passieren. Bei einer Entlüftung des Systems, d. h. bei einer schlagartigen Ent­ lüftung der Leitung 13, schließt das Reifendrucksteuer­ ventil 7 durch das Druckgefälle zwischen dem Reifen und der Leitung 13. Die Drossel 8 hält während des Schließ­ vorganges des Reifendrucksteuerventils 7 ein Abströmen der Luft aus dem Reifen gering.

Das Relaisventil 2 ist mit einem pneumatischen Steuerein­ gang 21 über eine Leitung 15 mit einem pneumatischen Steu­ erausgang 22 eines elektropneumatischen Wandlers 3 verbun­ den. Der Wandler 3 kann über die Leitung 15 das Relais­ ventil 2 mit drei fest vorgegebenen Steuerdrücken beauf­ schlagen. Über eine Leitung 14 wird der Wandler 3 vom Druckluftsystem des Fahrzeuges her gespeist.

Die Leitung 12, die sich zwischen dem Magnetventil 1 und dem Relaisventil 2 befindet, ist über eine Leitung 16 mit einer Druckmeßeinrichtung 10 verbunden.

Ein elektrischer Steuerschalter 4 und der Wandler 3 sind durch elektrische Leitungen 18, 19, 20 verbunden und bil­ den eine Schalteinrichtung. Jeder dieser drei elektrischen Leitungen 18, 19, 20 ist ein Steuerdruck zugeordnet, der durch eine entsprechen­ de Schaltung des Wandlers 3 hergestellt werden kann. Die Schalteinrichtung kann auch einen Steuersignalgenerator ent­ halten, der für jede Schaltstellung ein zugeordnetes elek­ trisches Steuersignal erzeugt. Die Leitungen 18, 19, 20 können dann durch nur eine Leitung ersetzt werden.

Über eine elektrische Leitung 17 ist der elektrische Steuerschalter 4 mit dem Magnetventil 1 verbunden.

Mit einem Schaltknebel 5 des elektrischen Steuerschalters 4 lassen sich 5 Schaltstellungen (Stellung, Position) einstellen:
0 = Nullstellung, d. h. System außer Funktion
B = Belüften, d. h. Erhöhung des Reifendruckes
P = Prüfen des Reifendruckes
E = Entlüften, d. h. Senken des Reifendruckes
SE = System entlüften.

Die Stellung "SE" ist dadurch einstellbar, daß der Schalt­ knebel in der Position "P" gemäß Fig. 2 axial verstellbar ist.

Die Wirkungsweise der Reifendruckregeleinrichtung ist folgende:

1. Reifendruck erhöhen

Der Schaltknebel 5 wird von 0 in die Position 3 gedreht. Über die elektrische Leitung 17 wird das Magnetventil 1 in seine Arbeitsstellung, d. h. auf Durchgang geschaltet. Über eine der elektrischen Leitungen 18, 19, 20 wird dem Wandler 3 ein elektrisches Steuersignal zugeführt. Dadurch wird das Relaisventil 2 über die Leitung 15 mit einem Steu­ erdruck beaufschlagt, der einem ausgesteuerten Druck von mindestens der Höhe des maximalen Reifendruckes entspricht, und der damit auch oberhalb des Öffnungsdruckes des Rei­ fendrucksteuerventils 7 liegt. Durch die Leitung 11, das Magnetventil 1, die Leitung 12, das Relaisventil 2, die Leitung 13, den Rotor 6, das Reifendrucksteuerventil 7 und die Drossel 8 strömt dann die Luft vom Druckluftsystem des Fahrzeuges zum Reifen.

2. Reifendrück prüfen

Der Schaltknebel 5 wird von der Position B in die Position P gedreht. Die elektrische Leitung 17 wird stromlos, wodurch das Magnetventil 1 seine Grundstellung einnimmt und die Zu­ fuhr von Luft aus dem Druckluftsystem des Fahrzeuges sperrt. In den Leitungen 12 und 16 herrscht dann ein sta­ tischer Druck, der gleich dem Reifendruck ist. An der Druckmeßeinrichtung 10 ist der Reifendruck ablesbar. Falls der Reifendruck noch nicht die gewünschte Höhe er­ reicht hat, kann durch Rückschalten des Schaltknebels 5 in die Position B, der Vorgang des Reifendruckerhöhens wiederholt werden.

3. System entlüften

Der Schaltknebel 5 kann nur in der Position P herausge­ zogen werden (s. Fig. 2). In dieser Stellung wird über eine der Leitungen 18, 19, 20 der Wandler 3 so geschal­ tet, daß das Relaisventil 2 einen Steuerdruck von ca. 0 bar erhält, wodurch der Entlüftungsanschluß 9 des Relaisventils 2 mit der zum Reifen führenden Leitung 13 verbunden wird. Das Magnetventil 1 bleibt in seiner Grundstellung. Über den Entlüftungsanschluß 9 wird die Leitung 13 schlagartig entlüftet. Die vom Reifen rückströmende Luft wird durch die Drossel 8 daran gehindert, im Reifendrucksteuerven­ til 7 einen Druck aufzubauen, der größer als der Schließ­ druck des Reifendrucksteuerventils 7 ist. Das Reifen­ drucksteuerventil 7 schließt unter dem Einfluß des durch die Drossel 8 verursachten Druckgefälles.

Mit diesem Vorgang, der jeweils einer Entlüftung am Entlüftungsanschluß 9 folgt, wird sowohl ein Erhöhen als auch ein Senken des Reifendruckes abgeschlossen.

Der zuvor gemessene Reifendruck bleibt in den Leitungen 12 und 16 und ist an der Druckmeßeinrichtung 10, bis zu einer erneuten Änderung des Reifendruckes permanent ablesbar.

Falls im weiteren Fahrbetrieb keine erneute Änderung des Reifendruckes erfolgt, bleibt die Leitung 13, in der sich der Rotor 6 befindet, drucklos.

4. Reifendruck senken

Es wird davon ausgegangen, daß sich der Schaltknebel 5 bei einer ersten Reifendrucksenkung in der Nullstellung 0 be­ findet. Von dieser Position aus kann der Schaltknebel 5 nur in die Stellung E gebracht werden, wenn zuvor die Positionen B und P durchfahren werden. Beim Durchfahren der Position B erfolgt eine kurze Belüftung, worauf sich das Reifendrucksteuerventil 7, wie unter "Reifendruck er­ hohen" beschrieben, öffnet. Beim Durchfahren der Position P wird die Zufuhr von Luft aus dem Druckluftsystem des Fahr­ zeuges durch das sich schließende Magnetventil 1 gesperrt. Das Reifendrucksteuerventil 7 bleibt dabei geöffnet. Hat der Schaltknebel 5 die Position E erreicht, dann wird über eine der elektrischen Leitungen 18, 19, 20 der Wandler 3 so angesteuert, daß das Relaisventil 2 über die Leitung 15 mit einem niedrigeren Steuerdruck beaufschlagt wird. In der Leitung 13 baut sich ein Staudruck auf, der der vom Reifen abströmenden Luft entgegenwirkt. Dieser Staudruck muß min­ destens so hoch sein, daß das Reifendrucksteuerventil 7 während des Senkens des Reifendruckes nicht schließt.

Das Senken des Reifendruckes wird durch die unter "Reifen­ druck prüfen" und "System entlüften" beschriebenen Vor­ gänge beendet.

Falls der Reifendruck nach dem Prüfen noch nicht auf die gewünschte Höhe abgesenkt worden ist; kann durch Rück­ schalten des Schaltknebels 5 in die Position E der Vor­ gang des Reifendrucksenkens wiederholt werden.

In einer vereinfachten Ausführung, ohne Prüfung des Reifen­ druckes, entfällt das Magnetventil 1 mit der elektrischen Leitung 17 und die Druckmeßeinrichtung 10 mit der Druck­ leitung 16. Die Schalteinrichtung ist dann so aufgebaut, daß sie die Schaltstellungen
- Nullstellung
- Reifendruck erhöhen
- Reifendruck senken
einnehmen kann.

Claims (1)

1. Einrichtung zur Änderung des Druckes in den Reifen eines Fahrzeuges, welche die fol­ genden Merkmale aufweist:

   • a) die Einrichtung ist mittels einer Vorratsleitung an ein Druckluftsystem des Fahrzeugs angeschlossen;
   • b) die Vorratsleitung verläuft von der Einrichtung weiter über eine rotationsbewegliche Dichtung zum Reifen;
   • c) es ist eine Schalteinrichtung vorgesehen, die folgende Schaltstellungen einnehmen kann:
   • - 0-Stellung
   • - Reifendruck erhöhen
   • - Reifendruck senken;
   • d) es ist ein Reifendrucksteuerventil vorgesehen, das in der zum Reifen führenden Vor­ ratsleitung angeordnet ist;
   • e) das Reifendrucksteuerventil ist so ausgebildet,
   • - daß es geöffnet wird, wenn der Druck in der zum Reifendrucksteuerventil führen­ den Vorratsleitung einen vorgegebenen Öffnungsdruck erreicht,
   • - daß es bei einer vergleichsweise schnellen Druckreduzierung in der zum Reifen­ drucksteuerventil führenden Vorratsleitung gesperrt wird, und
   • - daß es bei einer vergleichsweise langsamen Druckreduzierung in der zum Reifen­ drucksteuerventil führenden Vorratsleitung geöffnet bleibt;
   • f) die Einrichtung weist zur Druckerhöhung oder -reduzierung in der zum Reifendruck­ steuerventil führenden Vorratsleitung eine steuerbare Ventileinrichtung auf, die durch die Schalteinrichtung angesteuert wird;
   • g) die Schalteinrichtung ist so aufgebaut, daß sie die Ventileinrichtung in drei verschie­ dene Betriebsweisen steuert, wobei die Ventileinrichtung
   • - in einer ersten Betriebsweise mindestens den Öffnungsdruck des Reifendruck­ steuerventils aussteuert,
   • - in einer zweiten Betriebsweise den Druck in der Vorratsleitung zum Reifendruck­ steuerventil vergleichsweise schnell reduziert und
   • - in einer dritten Betriebsweise den Druck in der Vorratsleitung zum Reifendruck­ steuerventil so aussteuert, daß der Druck kleiner ist als der Reifendruck und größer ist als ein vorgegebener unterer Druckwert,
     gekennzeichnet durch die folgenden Merkmale:
   • h) die Ventileinrichtung ist aus einem Relaisventil (2) gebildet;
   • i) das Relaisventil (2) weist einen Entlüftungsanschluß (9) zur Atmosphäre auf, der in der dritten Betriebsweise des Relaisventils (2) zum Senken des Reifendruckes mit der zum Reifen führenden Vorratsleitung verbunden ist;
   • k) das Relaisventil (2) weist einen pneumatischen Steuereingang (21) auf, der mit einem pneumatischen Steuerausgang (22) eines vom Druckluftsystem des Fahr­ zeugs her gespeisten elektro-pneumatischen Wandlers (3) der Schalteinrichtung verbunden ist;
   • l) zur Herstellung der drei verschiedenen Betriebsweisen des Relaisventils (2), ist das Relaisventil (2) über den elektro-pneumatischen Wandler (3), entsprechend den Schaltstellungen der Schalteinrichtung, mit drei fest vorgegebenen Steuerdrücken beaufschlag bar.