DE2522556A1 - Motor vehicle wheel and tyre temp. monitor - has magnetically coupled sensors and pick-up with electronic warning circuit - Google Patents

Motor vehicle wheel and tyre temp. monitor - has magnetically coupled sensors and pick-up with electronic warning circuit

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DE2522556A1 DE19752522556 DE2522556A DE2522556A1 DE 2522556 A1 DE2522556 A1 DE 2522556A1 DE 19752522556 DE19752522556 DE 19752522556 DE 2522556 A DE2522556 A DE 2522556A DE 2522556 A1 DE2522556 A1 DE 2522556A1
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Abstract

The motor vehicle wheel temp. monitor circuit consists of two temp.-dependent sensors fitting diametrically opposite each other to the inside wall of the wheel rim, with a pick- up device in near proximity to the rotating sensors fitted to the vehicle chassis. Each sensor comprises a cylindrical housing (22) screwed into the wheel rim with a sealing gland ensuring an air-tight fit (21). A heat-insulating sleeve isolates the cylinder from the wheel rim. A permanent magnet (26) is positioned at the inner end of the central boring of the cylinder and butts onto a rod of temperature-sensitive magnetic material (27). Temperature variation within the tyre chamber causes a change in the magnetic flux induced into the pick-up coil (14) and the resulting signal is amplified to operate a calibrated indicator (61). An integration and comparator circuit (15) provides an output related to a selected nominal temp. for safe working.

Description

Einrichtung zur Kontrolle der Erwärmung eines rotierenden Körpers, insbesondere eines Fah:zeugrades Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zur Kontrolle der Erwärmung eines rotierenden Kärpers, insbesondere eines Fahrzeugrades.Device for controlling the heating of a rotating body, in particular a vehicle wheel The invention relates to a device for control the heating of a rotating body, in particular a vehicle wheel.

Es ist aus zwei Gründen bedeutsam, die Temperatur eines Rades zu beobachten: --rstens ist der Reifenabrieb bei höheren Temperaturen ungleich .t;ärker als bei niedrigen und weiten gibt die Temperatur an der Reifenfelge auch Aufschluß über eine defekte oder überlastete Bremsanlage des betreffenden Rades.It is important to observe the temperature of a wheel for two reasons: - first of all the tire wear is unequal at higher temperatures than at lower temperatures and the temperature on the tire rim also provides information about a defective one or overloaded braking system of the wheel in question.

Neben dem zuerstgenannten Reifenabrieb kann der Reifen auch infolge z.B. zu geringem Luftdrucks wegen einer hohen Walkarbeit sich übermäßig erwärmen und dadurch zerstört werden.In addition to the first-mentioned tire wear, the tire can also as a result E.g. too low air pressure due to high flexing work excessively warming up and thereby be destroyed.

Unter Umständen kann es zu einem Reifen- und Ladungsbrand vor allem bei Lkw' 5 kommen.Under certain circumstances, it can lead to a tire and cargo fire in particular at trucks' 5 come.

Zur Kontrolle der Reifentemperatur ist schon eine Kontrolleinrichtung vorgeschlagen worden, welche die Infrarotstrahlung des Reifens mißt und entsprechend die Temperatur anzeigt nachteilig an einer solchen Vorrichtung ist die Schmutz- und Feuchtigkeitsempfindlichkeit. Für einen serienmäßigen Einbau eignet sich daher eine solche Vorrichtung nicht Eine zweite Möglichkeit zur Messung der Reifentemperatur besteht darin, mit Temperaturfühlern die Reifentemperatur direkt zu erfassen und entweder über Schleifringe oder als moduliertes Honherequenzsignal auf das Fahrzeug zu übertragen. Auch dieses System eignet sich wenig z.B. für eine Massenfertigung, da die Erfassung der Reifentemperatur dann Probleme aufwirft, wenn der Reifenwechsel noch einfach zu vollziehen sein soll. Zum anderen ist die Signalübertragung schmutzgefährdet oder technisch und damit in den Kosten sehr aufwendig.There is already a control device for checking the tire temperature has been proposed which measures the tire's infrared radiation and accordingly the temperature indicates the disadvantage of such a device is the dirt and moisture sensitivity. It is therefore suitable for serial installation Such a device does not have a second way of measuring tire temperature consists in recording the tire temperature directly with temperature sensors and either via slip rings or as a modulated honing frequency signal on the vehicle transferred to. This system is also not very suitable e.g. for mass production, because the detection of the tire temperature poses problems when the tire is changed should still be easy to accomplish. On the other hand, the signal transmission is at risk of dirt or technically and therefore very expensive in terms of costs.

Aufgabe der Erfindung ist es deshalb, eine Temperaturmeßeinrichtung für einen rotierenden Körper, insbesondere ein Fahrzeurad, zu schaffen, das kostengünstig und einfach im Aufbau ist Gelöst wird diese Aufgabe dadurch, daß auf dem rotierenden Körper wenigstens zwei im Temperaturverhalten unterschiedliche impulsauslösende Anordnungen vorgesehen sind, die mit einem auf. die impulsauslösenden Anordnungen ansprechenden System zusammen wirken, dem eine Vergleichsstufe nachgeschaltet ist.The object of the invention is therefore to provide a temperature measuring device for a rotating body, in particular a vehicle wheel, to create that inexpensively and is simple in structure. This problem is solved in that on the rotating Body at least two different in temperature behavior pulse triggering Arrangements are provided with an on. the pulse-triggering arrangements work together in an appealing system, which is followed by a comparison stage.

Mit dieser Vorrichtung ist die Temperatur des rotierenden Körpers generell meßbar, d. h. unabhängig davon, was die Erwärmung und hohe Temperatur ausgelöst hat, sei es nun ein zu geringer Luftdruck oder schadhafte und damit nicht mehr voll funktionsfähige Bremsen.With this device is the temperature of the rotating body generally measurable, d. H. regardless of what triggered the heating and high temperature whether the air pressure is too low or it is damaged and therefore no longer full functional brakes.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist ein Induktionssystem vorgesehen, das auf die impulsauslösenden Anordnungen anspricht, von denen wenigstens eine ein ausgeprägt temperaturabhängiges 4agnetmaterial enthält.In a further embodiment of the invention, an induction system is provided, which is responsive to the pulsing assemblies, at least one of which is contains pronounced temperature-dependent magnetic material.

Vorteilhaft ist die Verwendung eines Induktionssystems daher, weil die Justierung nicht besonders exakt zu sein braucht, berührungslose und schmutzunempfindliche Messung vorliegt und in großer Stückzahl gefertigte handelsübliche Bauelemente verwendet werden können.The use of an induction system is advantageous because the adjustment does not need to be particularly precise, contactless and insensitive to dirt Measurement is available and commercially available components manufactured in large numbers are used can be.

Soll mit der obenbeschriebenen Einrichtung vor allem die Reifentemperatur gemessen werden, so empfiehlt es sich, die impulsauslösenden Anordnungen an der Außenseite des Felgenmauls anzubringen. An dieser Stelle hält sich einmal die Verschmutzung in Grenzen und zum anderen ist die Einrichtung auch z.B. gegen Steinschlag gesichert. Gerade die Steinschlaggefahr verbietet- es, die Temperaturmeßeinrichtung am Felgenhorn anzubringen, wo bei einer Erwärmung des Reifens an der Felge die höchste Temperatur auftritt.With the device described above, the tire temperature should above all be measured are measured, it is recommended that the pulse-triggering arrangements on the To be attached outside of the rim mouth. This is where the pollution lingers within limits and on the other hand, the facility is also secured against falling rocks, for example. It is precisely the risk of falling rocks that prohibits the temperature measuring device on the rim flange to be attached where the highest temperature on the rim when the tire heats up occurs.

Infolge der Wärmeleitung der Felge jedoch genügt und empfiehlt sich die Anbringung der Temperaturmeßeinrichtung hinter dem Felgenmaul.Due to the heat conduction of the rim, however, it is sufficient and recommended the installation of the temperature measuring device behind the rim mouth.

Erhitzt sich ein Reifen, so erwärmt sich auch durch das fortlaufende Walken die Innenluft:. Die Temperaturverteilung in der Innenluft ist jedoch wegen der laufenden Bewegung homogen, so daP örtlich aufWretende Überhitzungen von einer an beliebiger Stelle angeordneten Meßstelle erfaßt werden. Es ist deshalb vorgesehen, daß wenigstens eine impulsauslösende Anordnung mit dem Reifeninnenraum in Verbindung steht. Dies entweder direkt, oder über eine flexible und wärmeleitende Verbindung, die auch die Temperatur an Schlauch und Decke erfassen kann.If a tire heats up, the continuous one also heats up Walk the indoor air: However, the temperature distribution in the indoor air is due to the ongoing movement homogeneous, so that locally occurring overheating can be detected by a measuring point arranged at any point. It is therefore provided that at least one pulse-triggering arrangement with the tire interior communicates. This either directly, or via a flexible and thermally conductive one Connection that can also record the temperature on the hose and ceiling.

Das Ausgangssignal eines Induktionssystemes weist umso steilere Flanken und umso höhere Amplituden auf, je schneller eine Induktionsänderung stattfindet. Bei einem Fahrzeugrad ist wechselnde Drehzahl jedoch stets gegeben und man bedient sich daher eines Vergleichswertes von zwei Impulsspannungen. Diese beiden Impulsspannungen,von denen eine besonders temperaturabhängig ist, werden von den mit unterschiedlich magnetischer Polung versehehen impulsauslösenden Anordnungen erzeugt. Eine Integrierstufe ist dem Induktionssystem nachgeschaltet, und da die Anstiegsflanken der Signale der )eiden impulsauslösenden Anordnungen eine unterschiedliche Polarität aufweisen, gibt die Integrierstufe Signale wechselnder Polarität ab. Die der Integrierstufe nachgeschalteten Gleichrichter liefern schließlich die beiden Eingangssignale für die Komparatorstufe (Vergleichsstufe).The output signal of an induction system has steeper edges and the higher the amplitudes, the faster an induction change takes place. In the case of a vehicle wheel, however, there is always a changing speed and one operates therefore a comparison value of two pulse voltages. These two pulse voltages, from one of which is particularly temperature-dependent are different from those with Magnetic polarity provide pulse-triggering arrangements. An integration level is connected downstream of the induction system, and there the rising edges of the signals the) two pulse-triggering arrangements have a different polarity, the integration stage emits signals of alternating polarity. The integration level downstream rectifiers finally supply the two input signals for the comparator stage (comparison stage).

Die Referenzanordnung wird gewählt, um möglichst unabhängig von etwaigen Einbautoleranzen und z.B. Alterung zu sein Außerdem reduziert sich bei kleinen Drehzahlen, bei denen die Integrierstufe nicht mehr exakt integriert, der Fehler.The reference arrangement is chosen to be as independent as possible of any Installation tolerances and e.g. aging. In addition, at low speeds, where the integration level is no longer exactly integrated, the error.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird im folgenden näher beschriebenund erläutert. Es zeigen: Fig. 1 eine schematisch dargestellte Temperaturmeßeinrichtung für Reifen, Fig. 2 eine impulsauslösende Anordnung für temperaturabhängige Ausgangs signale, Fig. 3 eine Auswerteschaltung zur Temperaturbestimmung, Fig. 4a Ausgangssignale des Induktionssystems, und Fig. 4b Ausgangssignale der Integrierstufe, die dem Induktionssystem nachgeschaltet ist.An embodiment of the invention is shown in the drawing and is described and explained in more detail below. They show: FIG. 1 a schematic Temperature measuring device shown for tires, Fig. 2 shows a pulse-triggering arrangement for temperature-dependent output signals, Fig. 3 an evaluation circuit for temperature determination, Fig. 4a output signals of the induction system, and 4b output signals the integration stage, which is connected downstream of the induction system.

In Fig. 1 ist mit 10 eine Felge bezeichnet, auf der ein Reifen 11 aufgezogen ist. Auf der Felge 10 befinden sich zwei impulsauslösende Anordnungen 12 und 13, wobei die impulsauslösende Anordnung 12 ein temperaturabhängiges Ausgangssignal abgeben soll und die entsprechende Anordnung 13 ein Vergleichssignal. Bin Induktionssystem 14 ist starr mit dem Fahrzeug verbunden und sein Ausgangssignal wird einer Auswerteschaltung 15 und eincm nachfolgenden Anzeigeinstrument 16 zugeführt. Nach Möglichkeit sollten die impulsauslösenden Anordnungen 12 und 13 und das entsprechende Induktionssystem 14 eine gute Kopplung aufweisen.In Fig. 1, 10 denotes a rim on which a tire 11 is raised. On the rim 10 there are two pulse-triggering arrangements 12 and 13, the pulse-triggering arrangement 12 having a temperature-dependent output signal should output and the corresponding arrangement 13 a comparison signal. Am induction system 14 is rigidly connected to the vehicle and its output signal is an evaluation circuit 15 and a subsequent display instrument 16 supplied. If possible, should the pulse-triggering arrangements 12 and 13 and the corresponding induction system 14 have good coupling.

Ungenauigkeiten in der Justierung sowie die Nachteile eines Sicherheitsabsta1sdes lassen sich jedoch durch entsprechende elektrische Auslegung kompensieren.Inaccuracies in the adjustment as well as the disadvantages of a safety distance however, they can be compensated for by appropriate electrical design.

Eine Ausführungsform der impulsauslösenden Anordnung 12 ist in Fig. 2 dargestellt. Um die Meßstelle luftundurchlässig zu machen, ist von außen nach innen ein Gewindeeinsatz 20 ein Dichtungsring 21, ein Gewindering 22 sowie ein Wärmeisolierköaper 23 vorgesehen. Es schließt sich ein Wärmeleitstück 25 an, in dessen Zentrum auf der Reifeninnenseite ein Permamemtmagnet 26 angeordnet ist und in der gezeichneten Stellung zwischen Permamentmagnet 26 und Induktionssystem 14 ein temperaturabhängiges Magnetmaterial 27 liegt. Je nach Temperatur ist daher die Flußdichte im Induktionssystem 14 verschieden und damit ergibt sich auch ein temperaturabhängiges Ausgangs signal.An embodiment of the pulse-triggering arrangement 12 is shown in FIG. 2 shown. In order to make the measuring point impermeable to air, it is from the outside to inside a threaded insert 20, a sealing ring 21, a threaded ring 22 and a heat insulating cap 23 provided. It is followed by a heat conducting piece 25, in its center the inside of the tire is a permanent magnet 26 and in the drawn Position between permanent magnet 26 and induction system 14 is temperature-dependent Magnet material 27 lies. The flux density in the induction system is therefore dependent on the temperature 14 different and this also results in a temperature-dependent output signal.

In Fig. 3 ist die Auswerteschaltung 15 dargestellt. Dem Eingang 30 dieser Auswerteschaltmig folgt eine Integrierstufe 31, deren Ausgang 32 einmal aber eine erste Gleichrichteranordnung 33 mit einem ersten Eingang 34 einer Komparatorstufe 35 in Verbindung steht und zum anderen über einen invertierenden Verstärker 36 und einer zweiten Gleichrichteranordnung 37 mit einem zweiten Eingang 38 der Komparatorstufe 35. Ein Ausgang 39 dieser Komparatorstufe ist gleichzeitig Ausgang der Auswerteschaltung und ein nachfolgendes Anzeigeinstrument 16 zeigt dann das Überschreiten einer Temperaturschwelle an, die zweckmäßigerweise wählbar sind.In Fig. 3, the evaluation circuit 15 is shown. The entrance 30 this evaluation circuit is followed by an integrating stage 31, but its output 32 once a first rectifier arrangement 33 with a first input 34 of a comparator stage 35 communicates and over to the other an inverting one Amplifier 36 and a second rectifier arrangement 37 with a second input 38 of the comparator stage 35. An output 39 of this comparator stage is at the same time The output of the evaluation circuit and a subsequent display instrument 16 then shows the exceeding of a temperature threshold, which can expediently be selected.

Fig. 4a zeigt das Eingangssignal der Auswerteschaltung 15.4a shows the input signal of the evaluation circuit 15.

Die beiden unterschiedlich gezeichneten Impuls spannungen geben den unterschiedlichen Einfluß der impulsauslösenden Anordnungen 12 und 13 auf das Induktionssystem 14 wieder.The two differently drawn impulse voltages give the different influence of the pulse-triggering arrangements 12 and 13 on the induction system 14 again.

Zu beachten ist nier die unterschiedliche Polarität der Anstiegsflanken, die der nachfolgenden Unterscheidung dient.Note the different polarity of the rising edges, which serves the following distinction.

Fig. 4b zeigt das Ausgangssignal der Integrierstufe 31.4b shows the output signal of the integrating stage 31.

Erkennbar ist hier die unterschiedliche Polarität abhängig von der jeweiligen Anstiegflanke des Eingangs impulses. Mit der Gleichrichtung und anschließenden Speicherung der in Fig. 4b gezeigten Impulse ergibt sich an den beiden Eingängen 34 und 33 der Komperatorstufe 35 ein unterschiedlicher Spannungswert, der als Maß für die Temperatur dient.The different polarity depending on the can be seen here respective rising edge of the input pulse. With rectification and subsequent Storage of the pulses shown in Fig. 4b results at the two inputs 34 and 33 of the comparator stage 35 a different voltage value as a measure is used for the temperature.

Am nachfolgenden Anzeigeinstrument 16 läßt sich daher ein Überschreiten einer vorgebbaren Temperatur ablesen.It can therefore be exceeded on the following display instrument 16 read off a specified temperature.

Mit dem in Fig. 2 gezeichneten Wäremisolierkörper 23 ist gewänrleistet, daß nicht die Temperatur der Felge, sondern die Lufttemperatur im Innenraum des Reifens gemessen wird.With the shown in Fig. 2 heat insulating body 23 is guaranteed, that not the temperature of the rim, but the air temperature in the interior of the Tire is measured.

Wünscht man auch die Felgentemperatur zu erfassen z.B.If you also want to record the rim temperature e.g.

zur Bildung eines Warnsignales bei nicht mehr voll funktiorsfähigen Bremsen infolge thermischer Überbeanspruchung, so entfällt zweckmäßigerweise dieser Wärmeisolierkörper 23.to generate a warning signal for no longer fully functional Braking as a result of thermal overload is expediently omitted Thermal insulation body 23.

Hält man den Eingriff in den Innenraum eines Reifens für problematisch, so läßt sich die ganze impulsauslösende Anordnung 12 auch außerhalb des Felgenmauls anbringen oder jedoch am Radflansch.If the intervention in the interior of a tire is considered problematic, so the entire pulse-triggering arrangement 12 can also be outside of the rim mouth attach or on the wheel flange.

Neben dem obenbeschriebenen Induktionssystem läßt sich die Temperatur auch z.B. über temperaturempfindliche Feldplattengeber oder optische Geber messen. Induktionssysteme dürften nur wegen ihrer Preisgünstigkeit den Vorzug finden.In addition to the induction system described above, the temperature also measure e.g. via temperature-sensitive field plate encoders or optical encoders. Induction systems are likely to be preferred only because of their low cost.

Je nach Auslegung der Vergleichsstufe 35 und dem Anzeigeinstrument 16 läßt sich nicht nur eine Temperaturschwelle kennzeichnen, vielmehr ist auch eine analoge Temperaturanzeige möglich.Depending on the design of the comparison stage 35 and the display instrument 16 not only can a temperature threshold be identified, it is also one analog temperature display possible.

Claims (7)

Ansprüche Expectations Einrichtung zur Kontrolle der Erwärmung eines rotierenden Körpers, insbesondere eines Fahrzeugrades, dadurch gekennzeichnet, daß auf dem rotierenden Körper wenigstens zwei im Temperaturverhalten unterschiedliche impulsauslösende Anordnungen (12, 13) vorgesehen sind , die mit einem auf die impulsauslösende. Anordnungen ansprechenden System (14) zusammenowirken, dem eine Vergleichsstufe (35) nachgeschaltet ist. Device for controlling the heating of a rotating body, in particular a vehicle wheel, characterized in that on the rotating Body at least two impulse-triggering elements with different temperature behavior Arrangements (12, 13) are provided with one on the pulse triggering. Arrangements responding system (14) cooperate, which is followed by a comparison stage (35) is. 2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein Induktionssystem (14) vorgesehen ist, das auf die impulsauslösenden Anordnungen (12, 13) anspricht, von denen wenigstens eine ein ausgeprägt temperaturabhängiges Magnetmaterial enthält.2. Device according to claim 1, characterized in that an induction system (14) is provided, which responds to the pulse-triggering arrangements (12, 13), at least one of which contains a pronounced temperature-dependent magnetic material. 3. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die impulsauslösenden Anordnungen an der Außenseite des Felgenauls angebracht sind.3. Device according to claim 1, characterized in that the pulse-triggering Arrangements are attached to the outside of the rim well. 4. Einrichtung nach den Ansprüchen 1 und 3, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens eine impulsauslösende Anordnung (12) mit dem Reifeninnenraum in Verbindung steht.4. Device according to claims 1 and 3, characterized in that that at least one pulse-triggering arrangement (12) with the tire interior in connection stands. 5. Einrichtung nach dem Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen wenigstens einer impulsauslösenden Anordnung (12) und dem Reifen eine flexible, wärmeleitende Verbindung besteht.5. Device according to claims 1 to 3, characterized in that that between at least one pulse-triggering arrangement (12) and the tire flexible, thermally conductive connection exists. 6. Einrichtung nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die impulsauslösenden Anordnungen (12, 13) auf ihrer dem Induktionssystem (14) zu£ewandten Seite eine magnetisch unterschiedliche Polung haben.6. Device according to at least one of claims 1 to 5, characterized characterized in that the pulse-triggering arrangements (12, 13) on their induction system (14) have a magnetically different polarity on the opposite side. 7. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch geke:lnzeichnet, daß dem auf die impulsauslösenden Anordnungen (12, 13) ansprechenden System (14) eine Integrierstufe (31) nachgeschaltet ist und der Vergleichsstufe (35) gleichgerichtete Signale der Integrierstufe (31) zuführbar sind.7. Device according to claim 1, characterized in that geke: draws that on the pulse-triggering arrangements (12, 13) responding system (14) an integration stage (31) is connected downstream and the comparison stage (35) rectified signals of the Integrating stage (31) can be supplied.
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