CN104284787A - 轮胎气压传感装置及其制造方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种轮胎气压传感装置，用于检测充气轮胎中的轮胎气压，包含：在外壳(1)中的压力传感器(6)；轮胎阀(11)或者被紧固到轮辋的另一个保持器，该轮胎阀或者另一个保持器承载外壳；弹簧元件(2)，该弹簧元件在一端连接到轮胎阀(11)或者另一个保持器并且在另一端连接到外壳(1)；其中弹簧元件被部分地嵌入到外壳中并且外壳在弹簧元件被嵌入的区域至少有一个开口(4，5)，上述的开口被软性组件(13)部分地或者完全的打开，该软性组件(13)部分地围绕着弹簧元件。

Description

轮胎气压传感装置及其制造方法
技术领域
本发明涉及一种用于检测充气轮胎中轮胎气压的轮胎气压传感装置，具体地如权利要求1的前序部分所述的轮胎气压传感装置。还提供了一种制造根据本发明的轮胎气压传感装置的方法。
背景技术
在美国广泛地被使用并且在欧洲在客车和卡车中使用的越来越多的轮胎气压控制系统，在车辆轮辋上充气轮胎内部包含压力传感器，压力传感器检测充气轮胎内部的压力并且通过关联的发射装置以适当的信号的形式将其发送到充气轮胎外部的接收器，通常该接收器集合到车辆的车载电子设备。市场见证了一种形式的实施例的发展，其中压力传感器与发射装置一起被容纳在外壳中，通常是塑料外壳，该外壳能够例如通过铸模材料铸造，然而该外壳或者紧接着连接到空气被引导进入或者从其排出的充气轮胎或者根据另一种形式的实施例连接到另一个被紧固到轮辋的保持器。举例说明，文件EP 0 751 017 B1和US 2007/0113637 A1公开了用于紧固包含压力传感器的外壳的不同可能性，该压力传感器在具有球形轴向端的轮胎阀上，外壳直接螺钉被拧紧到该球形的轴向端或者通过插入的凸缘被拧紧到该球形的轴向端。
为了能够将外壳铸造成尽可能嵌套在远离轮辋或者所谓的轮辋基部的位置，已经提出以铰链的方式连接外壳到轮胎阀并且能够相对于轮胎阀调整角度从而能够根据轮辋各自目前的凸缘角调整轮胎阀和外壳之间的角度。此外，已经提出经由外壳推动的弹簧元件，外壳借助弹簧元件按压抵靠特殊球形的圆顶形状的轴向端，以保证安全接触，参见例如文件DE 100 47 853 B4、DE 196 26 145 A1和DE 101 31411 A1。最后提到的申请还建议以如下方式设计推开和弯曲弹簧元件：该弹簧元件额外按压抵靠轮辋基部或者拉伸抵靠外壳。
文件DE 103 39 959 B4和EP 103 39 959 B4提出盘绕阀杆的螺旋弹簧，外壳也应当按压抵靠轮胎阀。此外，为了按压外壳抵靠轮辋基部，根据最初提到的步骤，螺旋弹簧的两个突出端都能够被使用。
实施例的代表形式具有如下缺点：对于特殊的轮辋凸缘角，外壳不能够可靠地设置，也不能和压力传感器一起被持续地按压在轮辋基部上，无论如何都有不足。此外，需要多个专门的和复杂的阀设计用于连接。
欧洲专利说明书EP 2 094 514 B1提出在阀和外壳之间设置连接部分，这使得通过连接部分，阀和外壳之间能够弹性连接并且同时为垫料提供容纳部。外壳能够被铸造紧固元件的端部区域。
欧洲专利说明书EP 1 449 683 B1也提出在阀和外壳之间提供板簧，然而板簧包含开口，外壳的熔融突出部通过开口以锁定方式配合。当轮辋更加缓慢地旋转4时，板簧按压抵靠轮辋。在更高的旋转速度，外壳从轮辋升高然而上升运动由于U形板簧的突出侧壁的影响被限制。侧壁此外防止外壳相对于阀扭转。
同样对于最后表示的两种实施例，其能够保持弹簧元件产生抵靠外壳中的轮辋的相对安全的压力，由于它们代表作为基准的轮胎气压传感装置，生产过程和相关成本很高，这在大规模生产中是非常不利的。此外，构造或者操作模式能够容易地适合于不同的使用样式。
美国2006/0272402A以及DE 100 190 82 A1描述有外壳的轮胎气压传感装置，其不是设置在轮辋上而是被保持在轮胎的空气腔内。根据文件EP 1 321 314 A2，轮胎气压传感装置的外壳被维持得远离轮辋。根据文件DE 10 2009 035 385 A1的嵌入式轮胎阀的轮胎气压传感装置的外壳也是一样。最后，JP 2004345485 A描述与轮辋保持一定距离的轮胎气压传感装置的外壳。
发明内容
本发明的目的是提供代表类型的轮胎气压传感装置，该代表类型保证在最多不同的凸缘角的情况下外壳安全并且持续地放置在轮辋基部，避免装配期间的错误并且同时能够实现经济高效的生产。同时，根据本发明的轮胎气压传感器应当坚固耐用并且能够达到长期无故障使用寿命。也提供根据本发明的制造轮胎气压传感装置的有利方法。
本发明的目的由展现权利要求1的特征的轮胎气压传感装置来满足。本发明的有益效果和特别适当的实施例公开在从属权利要求中。也提供了根据本发明的一种方法。
根据本发明用于检测充气轮胎中的轮胎气压的轮胎气压传感装置包含外壳，该外壳具有至少一个用于放置在轮辋上的接触表面，并且容纳压力传感器，该轮辋承载充气轮胎。此外，承载外壳的轮胎阀或者承载外壳的并且被紧固到轮辋的另一个保持器被设置，例如连接板或者从轮辋突出的销或者与轮辋配合的元件。
最后，根据本发明的轮胎气压包括至少一个弹簧元件，该弹簧元件一方面连接到轮胎阀或者被紧固到轮辋的保持器并且另一方面连接到外壳。
弹簧元件被部分地嵌入到外壳中，并且在弹簧元件被嵌入的区域中的外壳包含至少一个由软性组件部分地或完全地密封的开口，该软性组件部分地围绕弹簧元件。
这种软性组件的特征在于：它具有相对于外壳的较低的硬度和较高的弹性，该外壳特别地被注入了合成材料。软性组件能够由例如橡胶或者弹性体，特别是热塑性弹性体(TPE弹性体)构成。
优选地，软性组件抵靠外壳密封设置在外壳内部的压力传感器，该传感器例如通过铜焊接安装在上述外壳内部的电路板上。为此，在本发明的上下文中，开口能够与外壳中的压力传感器相对，其中软性组件被插入以便部分地或者完全地密封上述开口，以这样的方式：其压力应当被检测的空气能够通过软性组件中的开口朝向压力传感器流动。可选择地，软性组件的部分区域形成膜或者作为膜的软性组件，其将周围的空气的压力发送到压力传感器。
包围压力传感器的外壳或者特别地附加结构元件，例如电路板和/或电池组，以及优选地电子控制单元和/或其他传感器，能够在轮胎气压传感装置的功能所必需的这些结构元件安装之后充满铸造化合物。铸造化合物优选地包含另一种材料，而不是软性组件。例如，铸造化合物在凝固之后更坚硬，即，比软性组件弹性小。铸造化合物通常由除了外壳的另一种材料组成。特别优选地，弹簧元件不被铸造化合物贯穿。
一种实施例提供除了用于外壳中的压力传感器的开口之外布置另一个开口，弹簧元件能够在由软性组件闭合开口之前通过该开口被夹持，以便在将它嵌入到外壳中的过程期间保持它。同样该开口能够用于压力传感器用于夹持弹簧元件。如果例如外壳被铸造，特别是注塑并且在铸造过程中弹簧元件被铸造在外壳中，所以弹簧元件能够通过用于压力传感器的开口或者通过两个开口被保持，从而第二开口被指定为安装开口，直到周围的外壳被足够地硬化。随后，开口能够被软性组件部分地或者完全地密封，例如充满上述的软性组件。
将软性组件设置在外壳中的压力传感器的开口中，特别地用于抵靠外壳密封压力传感器，能够优选地使得轮辋的振动被吸收并且不被传送到压力传感器，或者仅仅以一种减弱的方式传递到压力传感器。同时，能够省去必需的密封元件。
如果另外地弹簧元件的在外壳的外部的表面由软性组件部分地或者完全地涂覆，那么能够排除在轮辋上拉轮胎期间由于弹簧元件可能是边缘锋利的而对轮胎有损害。
根据本发明的实行，弹簧元件作为单独件与外壳连接。通过单独件在这理解为意味着弹簧元件不是简单地以可拆卸的方式被夹到外壳上并且通过弹簧张力被保持在那从而弹簧元件能够通过拆卸绝对锁定连接，例如螺纹连接，在各种情况下与外壳分离。
优选地，上述的至少一个弹簧元件不仅仅作为单独件与外壳连接，而且以不可拆卸的方式连接到外壳。例如通过牢固的粘合或者与外壳的绝对连接能够实现该不可拆卸性。另外或者可选择地，弹簧元件能够被外壳的材料贯穿，随后包含一个或者几个通道开口，外壳的材料，特别地被设计为单独件，通过通道开口突出。
如图所示，外壳能够由例如合成材料铸造，特别是注塑并且在铸造过程之前或者完成铸造过程之前弹簧元件能够插入到铸造模具中，从而在铸造过程之后，弹簧元件被铸造在外壳中。
一种实施例提供了弹簧元件在外壳上施加预应力以便将外壳按压抵靠轮辋。
在根据本发明的实施例中，弹簧元件被设计为板簧，例如由弹簧钢制成。这种板簧能够包括优选地在非张紧条件中的均匀的或者基本上均匀的拉伸。实施例的可选择的一种板簧具有两个相对应的腿的角形状。然而腿也可选择地包含弯曲或者弯曲角。
弹簧元件在它的轴向端中的一个包含例如孔，特别是在整个圆周上封闭的孔，轮胎阀或者轮胎的杆插入到该孔中。在这种情况下特别优选地，利用在孔的区域中的软性组件涂覆弹簧元件，该软性组件防止弹簧元件相对于轮胎阀扭转，由于其产生强大的摩擦接触。同样，软性部分能够构成补充形式到阀的关联区域从而促进弹簧元件的目标相对定位和因此促进外壳和阀的目标相对位置。优选地，软性组件以补充形式构建与一个或者几个切口的绝对锁定适配。当弹簧元件连接到作为轮胎阀的另一个保持器时前述的也是同样有效的。
根据实施例，弹簧元件由金属构成，例如钢。可选择地，上述的元件能够由碳制成或者构成。其他材料也是可以的。
根据本发明的构思，提供：外壳包含连接到压力传感器的信号发射装置，以便向设置在轮胎气压传感装置外部的接收装置发送对应由所述压力传感器检测的压力数值的信号，然而弹簧元件作为天线(天线)或者作为连接到在信号发射装置的天线的信号承载连接被可操作地连接。为此，弹簧元件应当适当地由金属或者另一种导电材料组成。
弹簧元件，特别是当它作为天线或者被设置作为用于天线的信号承载连接时，能够与轮胎阀或者紧固到轮辋的另一个保持器导电接触，从而将信号发射装置的信号传送到轮胎阀或传送到紧固到轮辋的另一个保持器，然而在这种情况下，阀和另一个保持器能够用作天线。
一种实施例提供：弹簧元件形成杆天线并且相应地包含与信号发射装置连接的信号的供应连接。另一种实施例提供：弹簧元件形成环形天线并且因此经由两个或者几个连接被联接到信号发射装置。
软性组件也能够以目标方式采用作为电绝缘体以构造天线的尺寸。举例来说，弹簧元件和附加的天线能够作为单独部分被制造并且至少部分地嵌入到外壳中。就在这之后，弹簧元件和天线之间的一个或者几个接触点被切断，然而接触点通过设置在外壳中的安装开口或者通过被插入的开口是可进入的。随后，被切断的点充满作为绝缘体的软性组件并且特别地安装开口或各种开口被密封，然而优选地整个软性组件在单向上被施加，举例说明在外壳的注塑过程之后。
软性组件，通过天线相对于弹簧元件电绝缘或者当弹簧元件用作天线时通过相对于阀电绝缘，能够准确地调节天线。为了更好地在轮辋或者轮辋基部上适配外壳，设置在外壳中的并且举例说明被用于压力传感器的电流的供应和/或信号发射装置的电池，能够相对于压力传感器的底表面或者表面和/或承载压力传感器的电路板定向在一定角度，从而外壳能够沿圆周方向在一端逐渐圆锥形变细和/或被设计成相对于保持外壳部分成一定角度。
根据实施例，压力传感器不仅记录压力而且记录一个或者几个附加变量。单独的举例说明，这些变量可以是温度、电池电压和加速度或者轮辋的旋转加速度。另外或者可选择地，可以在外壳、轮胎阀和/或保持器中或者上设置用于记录这些变量的一个或者多个传感器。将利用实施例的实例来举例说明描述本发明。
附图说明
图1示意了根据本发明设计的轮胎气压传感装置的概略正视图；
图2示意了图1中的轮胎气压传感装置的概略侧视图；
图3示意了图1的外壳的一部分的正视图并且软性组件放置在其上；
图4示意了本发明的示范性实施例的不同视图；
图5示意了本发明的另一个示范性实施例的不同视图；
图6示意了穿过被软性组件完全地或者部分地密封的开口的两个截面；
图7示意了在嵌入到外壳中到达用于天线的连接点之后作为单独部分设计的弹簧元件和与其分离的天线；
图8示意了图7中的这种实施例并且其上具有软性组件，软性组件使弹簧元件和天线彼此电绝缘。
具体实施方式
图1以实线表示根据本发明设计的轮胎气压传感装置的外壳1的轮廓以及从外壳1突出的弹簧元件2。弹簧元件2包含通道开口3，外壳1的材料被铸造从而外壳1内部的弹簧元件3通过通道开口3以绝对锁定方式与切口锁定。
弹簧元件2的区域此外在外壳1中还包含第一安装开口4，当将外壳1铸造在期望的位置时，第一安装开口4用于保持弹簧元件2。第二开口5提供布置在外壳1内部的压力传感器6到外壳1周围的大气的压缩空气承载连接，其由充气轮胎(未表示)的内部空间构成。压力传感器6位于电路板7上，通过电路板7提供与电源8的连接，这里电源8以电池的形式插入到外壳1中。
在附图中举例说明的本发明的这种实施例中，电路板7此外还承载信号发射装置9，该信号发射装置9将由压力传感器6检测的压力值作为信号发送到在车辆中(未表示)位于轮胎气压传感装置外部的接收器。显然上述的信号发射装置9也能够被集成到压力传感器6中。优选地，电路板7的目的是提供压力传感器6和信号发射装置9之间以及电源8和信号发射装置9之间的适当的电连接。
在图解的示范性实施例中，电路板7此外提供弹簧元件2和信号发射装置9之间的电连接，因此弹簧元件2搁在电路板7上。因此，弹簧元件2能够作为用于信号发射装置9的天线。如果此外弹簧元件2构成与轮胎阀的电连接(在图1中未表示)，该轮胎阀在弹簧元件2的外部端插入到通道开口10中，然后另外或者可选择地也可以使用另一个保持装置代替轮胎阀。
图1中表示的这种实施例示意了弹簧元件2的携带通道开口10的轴向端，该轴向端相对于嵌入到外壳1中的部分成一定角度。然而，根据另一种实施例，优选地由弹簧钢制成的弹簧元件2，可能具有非预加压的状态下的平坦的形式。
图2图解了在侧视图中的连接到轮胎阀11并且放置在轮辋12上的轮胎气压传感装置。可以看出，轮胎阀11通过在弹簧元件2中的通道开口10到达并且被固定在弹簧元件2上的通道开口10的两侧。显然可以联想到另一种的实施例。由于通过弹簧元件2施加的预应力按压外壳抵靠轮辋12并且因此同时按压抵靠轮胎阀11使其远离充气轮胎，如果有需要可以省掉这里表示的在弹簧元件2面对并且远离轮辋12中的开口的一侧的锁定系统，举例来说，螺母或者螺钉。
图3再一次表示轮胎气压传感装置或者有弹簧元件2的外壳1的区域，以便阐明任何由软性组件13涂覆的可能。在表示的示范性实施例中，在外壳1突出的弹簧元件2的突出部分，以及位于弹簧元件2的区域或者覆盖弹簧元件2的部分1由弹簧组件13涂覆，参见由虚线表示弹簧元件的嵌入区域的轮廓。在外壳1上的软性组件13一方面密封安装开口4，并且另一方面密封用于压力传感器的开口5，后者至少是部分地。如细节a所示，软性组件13设置围绕在开口5的区域中的外壳1的边缘，从而压力传感器6离开外壳1的内部并且抵靠作为垫料的软性组件13移动，从而最终安置。这个防止铸造化合物14流入开口5并且流入压力传感器6，从而不被期望地将它们闭合，在对于轮胎气压传感装置的功能是必要的构造元件插入之后，外壳1通过铸造化合物14被浇铸。
如虚线所示，软性组件或者另一个组件可能以膜的方式闭合开口5并且因此弹性变形从而将压力从充气轮胎中的腔的内部传递到外壳1的内部的压力传感器6。
在弹簧元件2上的软性组件13防止轮胎在轮辋上被拉伸时被损坏。
弹簧元件2具有通道开口10的一端也能够被软性组件涂覆成如下方式：弹簧元件2是相对于轮胎阀11或者另一个承载外壳1的保持器绝缘。如果弹簧元件2作为天线运行这能够使得足够的调整。
图4和5表示在不同视图中的本发明的进一步的两个示范性实施例。这里同样地，弹簧元件2以及外壳1的区域被软性组件13涂覆。可以看出特别地弹簧元件2具有大量通道开口，举例来说三个或者三个以上，特别地五个或者五个以上通道开口，当外壳1被铸造时通道开口被其材料横穿。同样清楚地，在弹簧元件2部分铸造到外壳1中后从外壳1突出的弹簧元件2的区域被软性组件涂覆，然而同样对于这个区域，弹簧元件可以包含软性组件13贯穿其中的通道开口。
图6再次表示由外壳1中的软性组件13密封的开口4和5。当铸造外壳1时，开口4作为安装开口以维持弹簧元件2。开口5作为安装开口并且另外作为引导空气到压力传感器6的开口，这解释了软性元件13不完全地密封开口5或者仅仅经由减压膜密封开口5。
图7的实施例示意了用于信号发射装置9的天线16，其中，相应的组件用与之前相同的参考标记表示，发射装置9由单独部分构成或者与弹簧元件成一体，例如由片金属构成，特别地通过冲压和/或弯曲等等形成。这样具有如下优势：当安装外壳(未表示)时，特别是通过铸造或者注塑，能够更加容易地保持弹簧元件2和天线16。例如，天线16能够紧固到电路板7上并且承载弹簧元件2，尤其是在外壳的制造期间不另外支撑或者维持弹簧元件2。在外壳(未表示)的制造之后，弹簧元件2被保持在外壳中从而弹簧元件2和天线16之间的连接能够，这里举例来说沿着线15，被分开。随后，软性组件13安装使天线16相对于弹簧元件2绝缘。这个在图8中表示。设置成维持弹簧元件2和天线16之间的划分点可进入的外壳1中的开口也被软性组件13密封。

Claims (16)

1.一种轮胎气压传感装置，用于检测充气轮胎中的轮胎气压，
1.1 具有外壳(1)，所述外壳(1)包含至少用于设置在轮辋(12)上的接触表面，并且收容压力传感器(6)，所述轮辋(12)承载所述充气轮胎；
1.2 具有轮胎阀(11)或者被紧固到所述轮辋(12)的另一个保持器，所述轮胎阀或者所述保持器承载所述外壳(1)；
1.3 具有弹簧元件(2)，所述弹簧元件(2)一方面连接到所述轮胎阀(11)或者连接到被紧固到所述轮辋(12)的所述保持器，并且另一方面连接到所述外壳(1)；
其特征在于：
1.4 所述弹簧元件(2)被部分地嵌入到所述外壳(1)中并且在所述弹簧元件(2)被嵌入的区域中的所述外壳包含至少一个由软性组件(13)部分地或者完全地密封的开口(4、5)，所述软性组件(13)部分地围绕所述弹簧元件(2)。
2.如权利要求1所述的轮胎气压传感装置，其特征在于，所述弹簧元件(2)以不可拆卸的方式连接到所述外壳(1)。
3.如权利要求2所述的轮胎气压传感装置，其特征在于，所述弹簧元件(2)以牢固粘合的方式或者绝对锁定方式连接到所述外壳(1)。
4.如权利要求2或3所述的轮胎气压传感装置，其特征在于，所述弹簧元件(2)被所述外壳(1)的材料贯穿。
5.如权利要求4所述的轮胎气压传感装置，其特征在于，所述外壳(1)由合成材料铸造，特别是注射模制，并且所述弹簧元件(2)被浇铸所述外壳(1)内。
6.如权利要求1至5中的任一项所述的轮胎气压传感装置，其特征在于，所述弹簧元件(2)被设计为板簧，尤其是非张紧条件下的平坦的板簧或者实质上平坦的板簧，或者设计为包含一个或者多个弯曲角的板簧。
7.如权利要求1至6中的任一项所述的轮胎气压传感装置，其特征在于，所述弹簧元件(2)在其轴向端中的一个上具有通孔，特别是整个圆周上封闭的通孔(10)，所述轮胎阀(11)通过所述通孔(10)被插入。
8.如权利要求1至7中的任一项所述的轮胎气压传感装置，其特征在于，所述弹簧元件(2)由金属和/或碳制成，并且其位于所述外壳(1)的外部的表面由所述软性组件(13)部分地或者完全地涂覆，特别地所述软性组件(13)由橡胶或者热塑性弹性体制成。
9.如权利要求1至8中的任一项所述的轮胎气压传感装置，其特征在于，所述外壳(1)被软性组件(13)，特别地与所述弹簧元件(2)相同的软性组件(13)，至少部分地或者在特定的部分涂覆。
10.如权利要求9所述的轮胎气压传感装置，其特征在于，所述软性压力组件(13)抵靠所述外壳(1)密封所述压力传感器(6)并且/或者所述软性组件(13)闭合所述外壳(1)中的安装开口(4)，所述安装开口(4)用于在生产所述外壳(1)时保持所述弹簧元件(2)。
11.如权利要求1至10中的任一项所述的轮胎气压传感装置，其特征在于，所述外壳(1)包含信号发射装置(9)，所述信号发射装置(9)连接到所述压力传感器(6)，以便向设置在所述轮胎气压传感装置外部的接收装置发送表示由所述压力传感器(6)检测的压力值的信号，并且所述弹簧元件(2)被连接作为所述信号发射装置(9)的天线(16)或者作为连接到天线的信号承载连接部。
12.如权利要求1至10中的任一项所述的轮胎气压传感装置，其特征在于，所述外壳(1)包含信号发射装置(9)，所述信号发射装置(9)连接到所述压力传感器(6)，以便向设置在轮胎气压传感装置外部的接收装置发送表示由所述压力传感器(6)检测的压力值的信号，并且所述弹簧元件(2)通过所述软性组件(13)相对于所述信号发射装置(9)的天线(16)绝缘。
13.如权利要求11所述的轮胎气压传感装置，其特征在于，所述弹簧元件(2)与所述轮胎阀(11)或者紧固到所述轮辋的所述另一个保持器导电接触，以便将信号从所述信号发射装置(9)传送到作为天线的所述轮胎阀(11)或者作为天线的所述另一个保持器。
14.如权利要求11或12所述的轮胎气压传感装置，其特征在于，所述弹簧元件(2)通过所述软性组件(13)相对于所述轮胎阀(11)或紧固到所述轮辋的另一个保持器电绝缘。
15.一种根据权利要求12构造的轮胎气压传感装置的制造方法，其特征在于，所述弹簧元件(2)被构造为相对于所述信号发射装置(9)上的所述天线(16)的单独件，并且位于所述外壳(1)中，并且随后所述弹簧元件(2)和所述天线(16)彼此分离并且上述至少一个划分点填充有所述软性组件(13)，所述软性组件(13)用于使所述弹簧元件(2)相对于所述天线(16)绝缘。
16.如权利要求14所述的方法，其特征在于，所述弹簧元件(2)和所述天线(16)在彼此分离之前，部分地与所述外壳(1)的材料插入铸造和插入浇铸。
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