Stand der TechnikState of the art
Die Erfindung geht aus von einem Drucksensor nach der Gattung des
Hauptanspruchs. Aus der Schrift EP-OS 0 157 205 ist ein Reifendruck
sensor bekannt, bei dem zwei Druckmeßelemente mit unterschiedlichen
Schwellwerten zur Reifendrucküberwachung an der Radfelge in Umfangs
richtung nebeneinander befestigt sind. Durch die unterschiedlichen
Schwellwerte soll erreicht werden, daß bei Fahrzeugen, für die an
den Vorderrädern und an den Hinterrädern unterschiedliche Reifen
drücke vorgesehen sind, ein Austausch der Räder zwischen Vorder- und
Hinterachse jederzeit möglich ist, ohne gleichzeitig auch die Druck
meßelemente austauschen zu müssen. Die beiden Schwellwerte sind je
weils auf die zwei unterschiedlichen Reifendrücke eingestellt.The invention is based on a pressure sensor of the type of
Main claim. A tire pressure is known from the document EP-OS 0 157 205
known sensor in which two pressure measuring elements with different
Extent threshold values for tire pressure monitoring on the wheel rim
direction are attached side by side. Because of the different
Threshold values should be achieved for vehicles for which
different tires on the front wheels and on the rear wheels
pressures are provided, an exchange of wheels between front and
Rear axle is possible at any time without reducing the pressure at the same time
need to replace measuring elements. The two threshold values are each
because adjusted to the two different tire pressures.
Aus der älteren, nachveröffentlichten Schrift DE-OS 37 38 413 ist
ein Reifendrucksensor mit mehreren Schwellwerten bekannt. Die Refe
renzdruckkammer ist zum Reifendruck hin durch eine aus einer Kera
mikfolie bestehenden Membran abgeschlossen, die auf ihrer Innenseite
mehrere mit unterschiedlichem Abstand vom Außenrand versetzte Kon
taktflächen trägt, welche jeweils über eine Leiterbahn an einen
Schwingkreis angeschlossen sind. Die Leiterbahnen wirken mit ent
sprechend angeordneten Gegenkontaktflächen zusammen, die im Ruhezu
stand mit geringem Abstand auf der den Kontaktflächen gegenüberlie
genden Fläche der Referenzdruckkammer angeordnet und ebenfalls mit
dem Schwingkreis verbunden sind. Aufgrund der baulichen Anordnung
ist die gewünschte Bandbreite der Schwellwerte begrenzt. Eine genaue
Trennung der verschiedenen Auslöseschwellen ist nur schwer möglich.From the older, post-published document DE-OS 37 38 413 is
a tire pressure sensor with several threshold values is known. The Refe
The pressure chamber is towards the tire pressure through a Kera
microfabricated membrane completed on the inside
several cones offset at different distances from the outer edge
tact areas, which each via a conductor to one
Resonant circuit are connected. The conductor tracks work with ent
speaking arranged counter contact surfaces together, which at rest
stood at a short distance from the contact surfaces
arranged surface of the reference pressure chamber and also with
are connected to the resonant circuit. Because of the structural arrangement
the desired range of threshold values is limited. An exact
It is difficult to separate the different trigger thresholds.
Ferner wird in der älteren, nachveröffentlichten Schrift
DE-OS 37 23 510 ein Reifendrucksensor für Kraftfahrzeuge vorgeschlagen,
dessen Referenzdruckkammer durch eine elektrisch leitende Membran
abgeschlossen ist. Etwa mitten im Boden der Referenzdruckkammer ist
isoliert durchgeführt ein mit der Membran zusammenwirkender Kontakt
stift. Neben dem mittig angeordneten Kontaktstift ist mindestens ein
zusätzlicher Kontaktkörper im Boden der Referenzdruckkammer angeord
net, der bei einer stärkeren Membrandurchbiegung mit der Membran in
Berührung kommt. Dadurch ist ein Reifendrucksensor mit mehreren Aus
löseschwellen möglich.Furthermore, in the older, post-published document
DE-OS 37 23 510 proposed a tire pressure sensor for motor vehicles,
its reference pressure chamber through an electrically conductive membrane
is completed. About in the middle of the bottom of the reference pressure chamber
a contact interacting with the membrane is carried out in isolation
pen. In addition to the contact pin in the middle, there is at least one
additional contact body arranged in the bottom of the reference pressure chamber
net, which with a greater membrane deflection with the membrane in
Touch comes. This makes a tire pressure sensor with multiple off
release thresholds possible.
Vorteile der ErfindungAdvantages of the invention
Die erfindungsgemäße Ausbildung des Drucksensors mit den kennzeich
nenden Merkmalen des Hauptanspruchs hat den Vorteil, daß mehrere
Luftdrücke mit jeweils einer eigenen Druckkammer relativ genau de
tektierbar sind. Die einzelnen Membranen können auf die jeweils ge
wünschte Meßschwelle abgestimmt werden. Die Meßempfindlichkeit wird
nach dem Schließen des ersten Kontakts aufgrund der nachgiebig ge
lagerten Kontakte kaum reduziert. Ohne großen Arbeitsaufwand kann
die Anzahl der Schwellen erhöht werden.The inventive design of the pressure sensor with the marks
nenden features of the main claim has the advantage that several
Air pressures, each with its own pressure chamber, are relatively accurate
are detectable. The individual membranes can be ge
desired measuring threshold can be coordinated. The measurement sensitivity will
after closing the first contact due to the compliant ge
stored contacts hardly reduced. Can be done without much effort
the number of thresholds can be increased.
Durch die in den Unteransprüchen aufgeführten Maßnahmen sind vor
teilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen der im Hauptanspruch
angegebenen Merkmale möglich.The measures listed in the subclaims provide for
partial training and improvements in the main claim
specified features possible.
Zeichnungdrawing
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung darge
stellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Die
einzige Figur zeigt einen Querschnitt durch einen schematischen
Aufbau eines erfindungsgemäßen Drucksensors.An embodiment of the invention is shown in the drawing
represents and explained in more detail in the following description. The
only figure shows a cross section through a schematic
Structure of a pressure sensor according to the invention.
Beschreibung des AusführungsbeispielsDescription of the embodiment
In der Figur ist mit 10 ein Drucksensor, insbesondere ein Reifen
drucksensor für Kraftfahrzeuge bezeichnet. Er ist am Umfang einer
Radfelge befestigt und vom Reifendruck im Reifen beaufschlagt. Der
schematische Aufbau des Reifendrucksensors 10 zeigt im Querschnitt
eine Referenzdruckkammer 11, deren Kammergehäuse 12 zum Reifen hin
durch eine Membran 13 abgeschlossen ist. Die Reifendruckkammer 11
ist von einem Referenzgas mit einem fest vorgegebenen Referenzdruck
gefüllt. Im Inneren des Kammergehäuses 12 sind mehrere, in der Figur
beispielhaft zwei zusätzliche Reifendruckkammern 11 a, 11 b angeord
net. Das Kammergehäuse 11 a weist eine Bodenplatte 14 auf, die auf
der Grundplatte des Reifendrucksensors 10 aufliegt. Auf der Boden
platte 14 ist ein Distanzring 16 aus Isolierstoff, der vorzugsweise
aus einer Keramikfolie ausgestanzt ist, aufgebracht. Das so gebilde
te Kammergehäuse 11 a ist von einer Membran 17 abgeschlossen. Statt
einer separaten Bodenplatte 14 kann der Distanzring 16 der Kammer
11 a auch direkt auf der Grundplatte des Reifendrucksensors 10 ange
ordnet sein. Die Membran 17 weist an ihrer Innenseite einen elek
trischen Kontakt 18 auf, der mit einem an der Bodenplatte 14 ange
ordneten Gegenkontakt 19 zusammenwirkt. Auf der Membran 17 ist ein
weiterer Distanzring 21 aus Isolierstoff aufgebracht. Eine Membran
22 schließt das so gebildete Kammergehäuse 11 b ab. An der Innenseite
der Membran 22 ist ein elektrischer Kontakt 23 angeordnet, der mit
einem auf der Außenseite der Membran 17 befindenden Gegenkontakt 24
zusammenwirkt. Ferner ist an der Innenseite der äußeren Membran 13
ein weiterer Kontakt 25 angebracht, dessen Gegenkontakt 26 sich an
der Außenseite der Membran 22 befindet. Die Gegenkontakte 26, 24
sind mit Hilfe von Bond-Drähten 28, 29 mit den jeweiligen Kontakt
stiften 30, 31 verbunden. Die an der Bodenplatte 14 angebrachte Ge
genkontaktfläche 19 ist direkt mit dem Kontaktstift 32 verbunden. An
die Kontaktstifte 30, 31, 32 ist ein nicht dargestellter elek
trischer Schaltkreis anschließbar, mit dem die jeweiligen Druckwerte
ausgewertet werden können. Die Kontakte 18, 23, 25 sind in Reihe in
den Schaltkreis verschaltet. Alle elektrischen Kontakte 18, 23, 25
sind achsgleich zueinander in der Reifendruckkammer 11 angeordnet.
Ferner ist es möglich, jedes einzelne Kammergehäuse 11, 11 a, 11 b mit
einem anderen, auf die jeweilige Druckschwelle abgestimmten Refe
renzgas auszufüllen. Wird nur ein einziges Referenzgas in allen Ge
häusen verwendet, so ist der Druck des Referenzgases so einzustel
len, daß er kleiner als der Solldruck der untersten Schaltschwelle,
d.h. der Membran 17 ist, aber größer als der Atmosphärendruck ist.
Für eine genauere Messung kann aber das Referenzgas auf die ge
wünschte Schaltschwelle im jeweiligen Gehäuse abgestimmt werden.In the figure, 10 denotes a pressure sensor, in particular a tire pressure sensor for motor vehicles. It is attached to the circumference of a wheel rim and subjected to the tire pressure in the tire. The schematic structure of the tire pressure sensor 10 shows in cross section a reference pressure chamber 11 , the chamber housing 12 of which is sealed off by a membrane 13 towards the tire. The tire pressure chamber 11 is filled with a fixed reference pressure by a reference gas. Inside the chamber housing 12 are several, in the figure two additional tire pressure chambers 11 a , 11 b angeord net. The chamber housing 11 a has a base plate 14 which rests on the base plate of the tire pressure sensor 10 . On the bottom plate 14 , a spacer ring 16 made of insulating material, which is preferably punched out of a ceramic film, is applied. The chamber housing 11 a thus formed is closed by a membrane 17 . Instead of a separate base plate 14 , the spacer ring 16 of the chamber 11 a can also be arranged directly on the base plate of the tire pressure sensor 10 . The membrane 17 has on its inside an elec trical contact 18 which cooperates with a counter contact 19 arranged on the base plate 14 . A further spacer ring 21 made of insulating material is applied to the membrane 17 . A membrane 22 closes the chamber housing 11 b thus formed. An electrical contact 23 is arranged on the inside of the membrane 22 and cooperates with a counter contact 24 located on the outside of the membrane 17 . Furthermore, a further contact 25 is attached to the inside of the outer membrane 13 , whose counter-contact 26 is located on the outside of the membrane 22 . The mating contacts 26 , 24 are connected by means of bond wires 28 , 29 to the respective contact pins 30 , 31 . The attached to the bottom plate 14 Ge gene contact surface 19 is connected directly to the contact pin 32 . An electrical circuit (not shown) can be connected to the contact pins 30 , 31 , 32 , with which the respective pressure values can be evaluated. The contacts 18 , 23 , 25 are connected in series in the circuit. All electrical contacts 18 , 23 , 25 are arranged in the tire pressure chamber 11 with the same axis as one another. Furthermore, it is possible to fill each individual chamber housing 11 , 11 a , 11 b with a different reference gas which is matched to the respective pressure threshold. If only a single reference gas is used in all housings, the pressure of the reference gas is to be adjusted so that it is less than the setpoint pressure of the lowest switching threshold, ie the membrane 17 , but is greater than the atmospheric pressure. For a more precise measurement, however, the reference gas can be matched to the desired switching threshold in the respective housing.
Wirkt auf den Reifendrucksensor 10 ein Druck ein, d.h. wird die Mem
bran 13 durchgebogen und kommt der Kontakt 25 mit dem Gegenkontakt
26 in Berührung, so wird die erste Schaltschwelle d.h. die geringste
Druckstufe geschlossen. Steigt der Druck p weiter an, und über
schreitet der Druck p die vorherige Schwelle, so wird die Membran 22
durchgebogen. Überschreitet der Druck p den vorgegebenen Schwellwert
der Kammer 11 b, so berührt der Kontakt 23 den Gegenkontakt 24. Bei
noch weiterer Druckerhöhung schließen auch der Kontakt 18 und der
Gegenkontakt 19. Abhängig von der Anzahl der vorhandenen Kammerge
häuse 11, 11 a, 11 b kann der Abstand zwischen den einzelnen Schwellen
verfeinert, d.h. verkleinert werden. Diese unterschiedlichen
Schwellwerte sind z.B. bei Reifendrucksensoren deshalb notwendig, da
bei steigender Geschwindigkeit des Fahrzeugs auch ein höherer Luft
druck im Reifen vorgeschrieben wird. Die angeschlossene Auswerte
schaltung soll aber erst ein Warnsignal entsprechend der jeweiligen
Geschwindigkeit abgeben.A pressure acts on the tire pressure sensor 10 , ie the membrane 13 is bent and the contact 25 comes into contact with the mating contact 26 , the first switching threshold, ie the lowest pressure level, is closed. If the pressure p continues to rise and the pressure p exceeds the previous threshold, the membrane 22 is bent. If the pressure p exceeds the predetermined threshold value of the chamber 11 b , the contact 23 touches the counter contact 24 . If the pressure increases still further, the contact 18 and the counter contact 19 also close. Depending on the number of available Kammerge housing 11 , 11 a , 11 b , the distance between the individual thresholds can be refined, ie reduced. These different threshold values are necessary for tire pressure sensors, for example, because the higher the vehicle's speed, the higher the air pressure in the tire. The connected evaluation circuit should only give a warning signal according to the respective speed.