DE102014205922A1

DE102014205922A1 - Modul zum Erfassen eines Vibrationsverhaltens einer mechanischen Komponente

Info

Publication number: DE102014205922A1
Application number: DE102014205922.4A
Authority: DE
Inventors: Johannes Biegner; Jens Graf; Laurens Verhulst
Original assignee: SKF AB
Current assignee: SKF AB
Priority date: 2014-03-31
Filing date: 2014-03-31
Publication date: 2015-10-01
Anticipated expiration: 2034-04-01
Also published as: CN105021270B; FR3019292A1; US9778146B2; FR3019292B1; US20150276556A1; DE102014205922B4; CN105021270A

Abstract

Ein Modul (110) zum Erfassen eines Vibrationsverhaltens einer mechanischen Komponente gemäß einem Ausführungsbeispiel umfasst ein Befestigungsbauteil (250), das ausgebildet ist, um mit der Komponente mechanisch starr verbunden zu werden, um eine mechanische Schwingung der Komponente aufzunehmen, eine Leiterplatte (260), die eine Schaltung (270) umfasst, die ausgebildet ist, um die mechanische Schwingung der mechanischen Komponente zu erfassen und um basierend auf der erfassten Schwingung ein das Vibrationsverhalten umfassendes Signal drahtlos zu übermitteln, und wenigstens ein Abstandshalter (280), der die Leiterplatte (260) mit dem Befestigungsbauteil (250) derart mechanisch verbindet, dass die mechanische Schwingung von dem Befestigungsbauteil (250) auf die Leiterplatte (260) übertragbar ist. Hierdurch kann es möglich sein, einen Kompromiss hinsichtlich einer leichten Integrierbarkeit, einer leichten Herstellbarkeit, Robustheit, Zuverlässigkeit und Genauigkeit des Erfassens des Vibrationsverhaltens zu verbessern.

Description

Ausführungsbeispiele beziehen sich auf ein Modul zum Erfassen eines Vibrationsverhaltens einer mechanischen Komponente.
In vielen Bereichen der Technik sind mechanische Komponenten Vibrationen unterworfen. Diese können betriebsbedingt sein, jedoch auch auf einen Defekt oder einen Ausfall der Komponente oder einer anderen Komponente hindeuten. Treten beispielsweise bei rotierenden Komponenten Vibrationen auf, kann dies auf eine Unwucht oder auch auf einen Lagerschaden hindeuten, um nur zwei Möglichkeiten zu nennen.
Unabhängig von der Frage, ob es sich bei den betreffenden Vibrationen um ein betriebsbedingtes Phänomen oder um ein auf eine Störung hindeutendes Phänomen handelt, besteht ein Bedarf daran, das Vibrationsverhalten einer solchen mechanischen Komponente zu erfassen. Hierzu können beispielsweise Module eingesetzt werden.
Diese bewegen sich in einem sehr komplexen Spannungsfeld aus leichter Integrierbarkeit, leichter Herstellbarkeit, Robustheit, Zuverlässigkeit und Genauigkeit des Erfassens des Vibrationsverhaltens. Es besteht so ein Bedarf daran, ein Modul zum Erfassen eines Vibrationsverhaltens einer mechanischen Komponente zu schaffen, welches eine Verbesserung des vorgenannten Kompromisses ermöglicht.
Diesem Bedarf trägt ein Modul gemäß Patentanspruch 1 Rechnung.
Ein Modul zum Erfassen eines Vibrationsverhaltens einer mechanischen Komponente gemäß einem Ausführungsbeispiel umfasst ein Befestigungsbauteil, das ausgebildet ist, um mit der Komponente mechanisch starr verbunden zu werden, um eine mechanische Schwingung der Komponente aufzunehmen. Das Modul umfasst ferner eine Leiterplatte, die eine Schaltung umfasst, die ausgebildet ist, um die mechanische Schwingung der mechanischen Komponente zu erfassen und um basierend auf der erfassten Schwingung ein das Vibrationsverhalten umfassendes Signal drahtlos zu übermitteln. Das Modul umfasst ferner wenigstens einen Abstandshalter, der die Leiterplatte mit dem Befestigungsbauteil derart mechanisch verbindet, dass die mechanische Schwingung von dem Befestigungsbauteil auf die Leiterplatte übertragbar ist.
Einem Ausführungsbeispiel liegt so die Erkenntnis zugrunde, dass ein Kompromiss hinsichtlich leichter Implementierbarkeit, leichter Herstellbarkeit, Zuverlässigkeit, Robustheit und Genauigkeit des Erfassens des Vibrationsverhaltens dadurch verbessert werden kann, indem die Leiterplatte über wenigstens einen entsprechend ausgebildeten Abstandhalter mit dem Befestigungsbauteil verbunden wird. Dies kann es ermöglichen, die Leiterplatte zusammen mit der zur Erfassung der Schwingung der mechanischen Komponente ausgebildeten Schaltung einerseits so starr an die mechanische Komponente anzukoppeln, dass diese tatsächlich die Schwingung zu erfassen vermag und andererseits eine kompaktere Herstellung und damit eine leichtere Integrierbarkeit des entsprechenden Moduls ermöglichen kann. So kann durch den Einsatz des wenigstens einen Abstandshalters mit vergleichsweise einfachen konstruktiven Maßnahmen sowohl eine kompakte und damit robuste Implementierung realisiert werden, die gleichzeitig eine Übertragung des das Vibrationsverhalten umfassenden Signals drahtlos ermöglicht. Auch hierdurch kann die Implementierung vereinfacht werden.
Nachfolgend werden unter Bezugnahme auf die beigefügten Figuren Ausführungsbeispiele näher beschrieben und erläutert.
1 zeigt ein schematisches Blockschaltbild eines Reifenüberwachungssystems gemäß einem Ausführungsbeispiel;
2 zeigt ein Flussdiagramm eines Verfahrens gemäß einem Ausführungsbeispiel zum Überwachen eines Reifens;
3 zeigt eine schematisch vereinfachte Querschnittsdarstellung eines Moduls zum Erfassen einer physikalischen Größe eines gasförmigen Mediums gemäß einem Ausführungsbeispiel;
4 zeigt eine schematische Querschnittsdarstellung durch ein Modul zum Erfassen eines Vibrationsverhaltens einer mechanischen Komponente gemäß einem Ausführungsbeispiel;
5 zeigt eine schematische Querschnittsdarstellung durch ein Modul gemäß einem Ausführungsbeispiel;
6 zeigt einen schematisch vereinfachten Querschnitt durch ein Modul gemäß einem Ausführungsbeispiel;
7 zeigt eine Querschnittsdarstellung durch das erste Modul eines Reifenüberwachungssystems gemäß einem Ausführungsbeispiel;
8 zeigt eine perspektivische Darstellung des Zuleitungsbauteils;
9 zeigt eine perspektivische Darstellung des Reifenüberwachungssystems in einem frühen Herstellungsprozess;
10 zeigt eine perspektivische Darstellung des Reifenüberwachungssystems gemäß einem Ausführungsbeispiel zu einem späteren Produktionsprozess;
11 zeigt eine Aufsicht auf die Abdichtungsstruktur des ersten Teilgehäuses des ersten Moduls des in den 7 bis 10 gezeigten Reifenüberwachungssystems gemäß einem Ausführungsbeispiel;
12 zeigt eine perspektivische Darstellung des Reifenüberwachungssystems nach einem weiteren Produktionsprozess;
13 zeigt eine schematische perspektivische Darstellung einer Leiterplatte mit einem diskreten Bauteil;
14 zeigt eine perspektivische Darstellung des ersten Moduls vor dem Einsetzen der Leiterplatte;
15 zeigt eine perspektivische Darstellung des Zuleitungsbauteils mit der Dichtung;
16 zeigt eine perspektivische Darstellung des Reifenüberwachungssystems nach einem weiteren Herstellungsprozess;
17 zeigt eine schematische Querschnittsdarstellung durch das montierte erste Modul;
18 zeigt eine perspektivische Darstellung des Reifenüberwachungssystems nach einem weiteren Prozessschritt;
19 zeigt eine perspektivische Darstellung des Reifenüberwachungssystems nach einem weiteren Herstellungsprozessschritt;
20 zeigt das Reifenüberwachungssystem nach dem in 19 gezeigten Herstellungsprozess von einer Rückseite; und
21a, 21b und 21c zeigen perspektivische Darstellungen unterschiedlicher Reifenüberwachungssysteme.
Bei der nachfolgenden Beschreibung der beigefügten Darstellungen bezeichnen gleiche Bezugszeichen gleiche oder vergleichbare Komponenten. Ferner werden zusammenfassende Bezugszeichen für Komponenten und Objekte verwendet, die mehrfach in einem Ausführungsbeispiel oder in einer Darstellung auftreten, jedoch hinsichtlich eines oder mehrerer Merkmale gemeinsam beschrieben werden. Komponenten oder Objekte, die mit gleichen oder zusammenfassenden Bezugszeichen beschrieben werden, können hinsichtlich einzelner, mehrerer oder aller Merkmale, beispielsweise ihrer Dimensionierungen, gleich, jedoch gegebenenfalls auch unterschiedlich ausgeführt sein, sofern sich aus der Beschreibung nicht etwas anderes explizit oder implizit ergibt.
Im Folgenden werden Beispiele von Systemen, Modulen und andere Komponenten beschrieben, die in einer Vielzahl von Anwendungen im Bereich des Maschinen-, Anlagenund Fahrzeugbaus eingesetzt werden können. Sie können beispielsweise im Zusammenhang mit Reifen eines Fahrzeugs verwendet werden. Hierbei wird genauer gesagt im weiteren Verlauf der Beschreibung ein Reifenüberwachungssystem und seine Komponenten näher beschrieben, welches beispielsweise zur Überwachung eines Reifendrucks, einer Reifentemperatur aber auch eines Vibrationsverhaltens eines Rades eines Lastkraftwagens zum Einsatz kommen kann. Es können jedoch gegebenenfalls andere und/oder weitere physikalische Größen erfasst werden, die sich auf den Reifen, seine Füllung oder andere Komponenten, beispielsweise ein Lager oder ein Rad eines Fahrzeugs, beziehen können.
Beispiele sind ebenfalls nicht auf den Einsatz bei Lastkraftwagen beschränkt. Sie können vielmehr auch bei anderen Kraftfahrzeugen, also beispielsweise bei Personenkraftfahrzeugen, Motorrädern, Leichtkrafträdern und Bussen eingesetzt werden. Auch können sie bei anderen landgebundenen Fahrzeugen, beispielsweise bei Anhängern, Fahrrädern, Mountain Bikes, Schienenfahrzeugen, Arbeitsmaschinen, landwirtschaftlichen Maschinen und anderen Fahrzeugen zum Einsatz kommen. Sie sind jedoch ebenso wenig auf den Einsatz im Fahrzeugbereich beschränkt. Vielmehr können entsprechende Beispiele auch bei Maschinen und Anlagen zum Einsatz kommen. Auch wenn also im Nachfolgenden sehr ausführlich ein Reifenüberwachungssystem beschrieben werden wird, sind Beispiele bei Weitem nicht auf Reifenüberwachungssysteme für Lastkraftwagen oder andere Kraftfahrzeuge beschränkt.
Ein wichtiger Parameter, der bei Reifen von Lastkraftwagen und anderen Kraftfahrzeugen überwacht wird, ist der Reifendruck, der also in einem Inneren des Reifens vorherrscht, wenn dieser mit einem gasförmigen Medium, also einem Gas oder Gasgemisch gefüllt ist. Ein Reifenüberwachungssystem, welches zum Überwachen des Reifendrucks eingesetzt wird, wird so auch als Reifendrucküberwachungssystem (TPMS = Tire Pressure Monitor System) bezeichnet. Hierbei kann das entsprechende Reifenüberwachungssystem auch weitere Parameter, beispielsweise eine Temperatur des Reifens bzw. seiner gasförmigen Füllung messen. Ein Reifenüberwachungssystem kann so beispielsweise hauptsächlich zur Überwachung der Temperatur und des Luftdrucks für jeden einzelnen Reifen eines Lastkraftwagens und seiner Anhänger herangezogen werden, wobei diese beispielsweise an einer Außenseite der Felge, also außerhalb des eigentlichen Innenraums des Reifens angebracht werden können. Wird jedoch ein solcher Sensor oder ein entsprechendes Modul außerhalb des eigentlichen Reifens angeordnet, besteht immer ein Risiko einer Luftleckage.
Beispielsweise im Falle von Lastkraftwagen kann der Reifendruck deutlich höher sein, beispielsweise im Bereich von etwa 8 bar, als bei Personenkraftwagen. Darüber hinaus kann auch das Anwendungsgebiet dieser Fahrzeuge rauer sein als für entsprechende Personenkraftwagen. Gerade bei Offroad-Trucks, also für den Geländeeinsatz taugliche Lastkraftwagen, können Schlamm, Schmutz, Schnee und ähnliche Umweltbedingungen entsprechende Reifenüberwachungssysteme zusätzlich belasten und gegebenenfalls Einfluss auf die Dichtheit des Reifens nehmen. So können solche Fahrzeuge beispielsweise einem deutlich höheren Risiko eines Steinschlags durch Kieselsteine und andere feste Fremdkörper ausgesetzt sein.
Hierbei können die Daten des Reifenüberwachungssystems kabellos, also beispielsweise per Funk, übertragen werden. Wird hierbei das gleiche Modul sowohl zur Datenerfassung, wie auch zur kabellosen Übertragung eingesetzt, kann es aus Gewichts- und Stabilitätsgründen ratsam sein, gerade bei einem Einsatz außerhalb des eigentlichen Reifens mehrere Komponenten und Module einzusetzen. Hierdurch kann es jedoch dazu kommen, dass permanent unter Druck stehende Schläuche außerhalb des eigentlichen Reifens bestehen, die ihrerseits entsprechende Schnittstellen zu den betreffenden Komponenten aufweisen. Hierdurch kann ein Risiko einer Druckleckage aufgrund der Vielzahl der vorherrschenden Schnittstellen, also beispielsweise den Schnittstellen zwischen dem Ventil und einer Ventilverlängerung, der Ventilverlängerung und dem Schlauch sowie dem Schlauch und dem entsprechenden Sensormodul und weiterer interner Schnittstellen im Bereich des beispielsweise als SMD ausgeführten Drucksensors (SMD = Surface Mounted Device = auf der Oberfläche angebrachtes Bauteil), zu einer entsprechenden Erhöhung des Risikos der Druckleckage kommen.
1 zeigt ein schematisches Blockschaltbild eines Reifenüberwachungssystems 100 zum Überwachen eines Reifens. Das Reifenüberwachungssystem 100 umfasst hierbei ein erstes Modul 110-1, das ausgebildet ist, um wenigstens eine auf den in 1 nicht gezeigten Reifen bezogene physikalische Größe zu erfassen und ein auf der wenigstens einen erfassten physikalischen Größe basierendes Messsignal bereitzustellen. Um dies näher zu illustrieren, zeigt 1 einen optionalen Anschluss 120, über den das erste Modul 110-1 mit einem Ventil des Reifens derart gekoppelt werden kann, sodass das erste Modul fluidtechnisch mit dem Innenraum des Reifens in Kontakt steht, um so die wenigstens eine physikalische Größe unmittelbar bzw. direkt zu erfassen. Durch eine fluidtechnische Anbindung besteht so die Möglichkeit für das Fluid in dem Inneren des Reifens in das erste Modul 110-1 zu gelangen.
Bei dem Reifenüberwachungssystem 100 kann so das erste Modul 110-1 ausgebildet sein, um mit einem Ventil des Reifens mechanisch verbindbar zu sein. In einem solchen Fall kann das erste Modul 110 ferner ausgebildet sein, um den Innenraum des Reifens mit dem Fluid zu befüllen.
Das Reifenüberwachungssystem 100 umfasst ferner ein zweites Modul 110-2, das über ein flexibles Kabel 130 mit dem ersten Modul 110-1 gekoppelt und ausgebildet ist, um das Messsignal des ersten Moduls 110-1 zu erfassen und basierend auf dem erfassten Messsignal ein Informationssignal 140 drahtlos zu übermitteln. Hierbei kann das Informationssignal 140 beispielsweise per Funk drahtlos übermittelt werden.
Das Messsignal kann hierbei über das flexible Kabel 130 von dem ersten Modul 110-1 zu dem zweiten Modul 110-2 übertragen werden. Die Übertragung kann hierbei beispielsweise mithilfe von elektrischen Signalen erfolgen. Selbstverständlich können bei anderen Beispielen auch andere Übertragungstechniken über das flexible Kabel für das Messsignal zum Einsatz kommen. So kann beispielsweise das Messsignal auch optisch von dem ersten Modul 110-1 zu dem zweiten Modul 110-2 übertragen werden. Je nach konkreter Implementierung kann hierbei auch eine Kommunikation in Gegenrichtung, also von dem zweiten Modul 110-2 zu dem ersten Modul 110-1 erfolgen, um beispielsweise eine Ausführung der Messung bzw. ein Erfassen der physikalischen Größe durch das erste Modul 110-1 zu initiieren. Auch können gegebenenfalls andere Steuerbefehle von dem zweiten Modul 110-2 an das erste Modul 110-1 übermittelt werden, die beispielsweise einem Zurücksetzen oder einer anderen systemnahen Funktion dienen.
Die Module 110 können hierbei beispielsweise ausgebildet sein, um unmittelbar mit einem Rad oder einer Komponente des Rads verbindbar zu sein. Ein Modul kann so – wie nachfolgend noch näher ausgeführt werden wird – beispielsweise ausgebildet sein, um mit einer Felge des Rads, einem Radträger für das Rad oder auch einem Ventil des Reifens des Rads mechanisch verbindbar zu sein. Ein Modul 110 kann so beispielsweise ein Gehäuse umfassen, das in einem für den Betrieb vorgesehenen Zustand keine Öffnung zu einer elektrisch leitenden Komponente oder Zuleitung aufweist, bei der also beispielsweise das Modul 110 oder seine elektrischen Zuleitungen von Umwelteinflüssen durch das Gehäuse abgeschlossen sind.
2 zeigt ein Flussdiagramm eines Verfahrens zum Überwachen eines Reifens. Das Verfahren umfasst in einem Prozess P100 ein Erfassen wenigstens einer auf den Reifen bezogenen physikalischen Größe in einem ersten Modul 110-1 (nicht gezeigt in 2). In einem Prozess P110 folgt ein Bereitstellen eines auf der wenigstens einen erfassten physikalischen Größe basierenden Messsignals in dem ersten Modul 110-1. In einem Prozess P120 folgt ein Erfassen des Messsignals in einem mit dem ersten Modul 110-1 über das flexible Kabel 130 gekoppelten zweiten Moduls 110-2 (nicht gezeigt in 2). In einem Prozess P130 folgt ein drahtloses Übertragen eines auf dem erfassten Messsignal basierenden Informationssignals 140 (nicht gezeigt in 2).
Bei einem Ausführungsbeispiel eines Verfahrens können die zuvor genannten Prozesse in der angegebenen, jedoch auch gegebenenfalls in einer abweichenden Reihenfolge durchgeführt werden. So können gegebenenfalls einzelne Prozesse simultan, zumindest jedoch auch zeitlich überlappend erfolgen, sofern sich aus deren Beschreibung oder dem technischen Zusammenhang nichts anderes ergibt.
Eine mechanische Kopplung zweier Komponenten umfasst sowohl eine unmittelbare, wie auch eine mittelbare Kopplung. Elektrische oder andere Komponenten sind miteinander mittelbar über eine weitere Komponente oder unmittelbar miteinander derart gekoppelt, dass diese einen informationstragenden Signalaustausch zwischen den betreffenden Komponenten ermöglichen. So kann die entsprechende Kopplung abschnittsweise oder vollständig beispielsweise elektrisch, optisch, magnetisch oder mittels Funktechnik implementiert und umgesetzt sein. Die Signale können hierbei hinsichtlich ihres Wertebereichs sowie ihres zeitlichen Verlaufs kontinuierlich, diskret oder, beispielsweise abschnittsweise, beide Arten umfassen. Es kann sich so beispielsweise um analoge oder digitale Signale handeln. Ein Signalaustausch kann darüber hinaus auch über ein Schreiben bzw. Lesen von Daten in Register oder andere Speicherstellen erfolgen.
Das erste Modul 110, wie es in 1 gezeigt ist, stellt ein Modul zum Erfassen einer physikalischen Größe des gasförmigen Mediums dar, welches bei dem dort beschriebenen Anwendungsszenario dem Innenraum des Reifens entstammt. Ein solches Modul 110-1 ist in einem stark vereinfachten schematischen Querschnitt in 3 gezeigt.
Das Modul 110-1, wie es in 3 gezeigt ist, umfasst ein diskretes Bauteil 150, das an einer Oberfläche 160 einen Detektionsbereich 170 aufweist. Das diskrete Bauteil ist hierbei ausgebildet, um die physikalische Größe des gasförmigen Mediums zu erfassen, das auf den Detektionsbereich 170 einwirkt. Der Detektionsbereich 170 kann hier beispielsweise einen Bereich der Oberfläche 160 eines Gehäuses des diskreten Bauteils 150 bilden. Weist dieses beispielsweise in seinem Gehäuse eine Öffnung, Ausnehmung oder ein Loch auf, durch das das gasförmige Medium mit dem diskreten Bauteil 150 auf eine solche Art und Weise in Kontakt treten kann, dass dieses die betreffende oder die betreffenden physikalischen Größen messen und bestimmen kann, kann der Detektionsbereich 170 beispielsweise durch die Fläche der Öffnung gebildet sein oder diese umfassen. Sind so beispielsweise das oder die betreffenden Sensorelemente in dem Gehäuse des diskreten Bauteils 150 angeordnet, kann so das gasförmige Medium über den Detektionsbereich 170 zu dem oder den Sensorelementen vordringen.
Der Detektionsbereich 170 kann jedoch auch an einer Oberfläche im Inneren des Gehäuses des diskreten Bauteils 170 liegen, über den der mittelbare oder unmittelbare Kontakt des gasförmigen Mediums mit dem oder den an der Oberfläche oder vergraben angeordneten Sensorelementen erfolgen kann.
Bei der physikalischen Größe kann es sich grundsätzlich um jede physikalische Größe handeln, die mithilfe eines entsprechenden diskreten Bauteils bestimmbar ist. Bei der physikalischen Größe kann es sich also beispielsweise um einen Druck, eine Temperatur, eine Intensität einer elektromagnetischen Strahlung oder dergleichen handeln. Ein diskretes Bauteil kann beispielsweise ein solches sein, das als solches in eine elektrische Schaltung integrierbar ist. So kann dieses beispielsweise mittelbar oder unmittelbar auf eine Leiterplatte aufgebracht werden, um so informationstechnisch und mechanisch mit dieser verbunden zu werden. Die informationstechnische Verbindung kann beispielsweise elektrisch, optisch, magnetisch oder auf Basis anderer Signale erfolgen, die zur Informationsübermittlung verwendbar sind. Umfasst ein solches diskrete Bauteil beispielsweise einen Sensor für eine physikalische Größe, kann ein solches Bauteil gegebenenfalls eine Kalibrierung oder Eichung erfordern, deren Daten dann in dem Bauteil in einem hierfür vorgesehenen oder verwendbaren Speicher abgelegt werden können. Ein diskretes Bauteil kann so beispielsweise eine Kalibration oder Eichung durchlaufen haben und so entsprechende Kalibrations- bzw. Eichdaten umfassen.
Das Modul 110-1 umfasst ferner ein Zuleitungsbauteil 180, das ausgebildet ist, um das gasförmige Medium an den Detektionsbereich 170 heranzuführen. Das Zuleitungsbauteil 180, wie es in 3 gezeigt ist, weist zu diesem Zweck einen Kanal 190 auf, der fluidtechnisch mit dem Innenraum des Reifens oder einer anderen Quelle bzw. einem anderen Reservoir für das gasförmige Medium koppelbar ist. Darüber hinaus weist das Zuleitungsbauteil 180 eine Öffnung 200 auf, die einen Zutritt des gasförmigen Mediums aus dem Kanal 190 zu dem Detektionsbereich 170 ermöglicht. Die Öffnung 200 ist so fluidtechnisch mit dem Kanal 190 des Zuleitungsbauteils 180 gekoppelt bzw. verbunden.
Das Modul 110-1 weist ferner eine Dichtung 210 auf, die mit dem Zuleitungsbauteil 180 und der Oberfläche 160 des diskreten Bauteils in Kontakt steht und den Detektionsbereich 170 an der Oberfläche 160 des diskreten Bauteils 150 fluidtechnisch abdichtet. Hierbei kann die Dichtung, wie in dem Beispiel in 3 gezeigt ist, eine Dichtlippe 220 aufweisen, die ausgebildet ist, um den Detektionsbereich 170 zu umschließen, sodass die Dichtung einen Dichtraum 230 bildet, der den Detektionsbereich 170 umfasst und durch die Dichtung von einem Außenraum 240 der Dichtung 210 getrennt ist. Durch den Einsatz einer solchen Dichtung 210 kann so beispielsweise ein größerer Toleranzausgleich ermöglicht werden. Dies kann beispielsweise zu einer Reduzierung der auf das diskrete Bauteil von der Dichtung 210 ausgeübten Kräfte führen, wodurch also beispielsweise eine Verminderung der Vorspannung bzw. der mechanischen Beanspruchung des diskreten Bauteils 150 ermöglicht werden kann. Die flexible Dichtlippe 220 kann so beispielsweise dem Ausgleich von Fertigungstoleranzen dienen. Durch die V-förmige Struktur der Dichtung 210 und ihrer Dichtlippe 220 kann gegebenenfalls bei unterschiedlichen Abständen von Kammerboden und Sensoroberfläche die Abdichtung ohne große Erhöhung oder Verminderung der Vorspannung in dem System realisiert werden. Damit können beispielsweise die Pins des Drucksensors (diskretes Bauteil 150) möglichst wenig mechanisch belastet und dennoch ein großer dimensionaler Toleranzbereich in Vorspannrichtung ermöglicht werden.
Wenn darüber hinaus ein Durchfluss des gasförmigen Mediums nicht notwendig ist, kann auch eine vergleichsweise kleine Öffnung 200 und damit eine in ihren Abmessungen, beispielsweise hinsichtlich ihres Durchmessers, kleine Dichtung 210 zum Einsatz kommen. Hierdurch kann ebenfalls eine Begrenzung der auf das diskrete Bauteil 150 und damit beispielsweise auch auf eine Leiterplatte wirkenden Kräfte erzielt werden, auf der das Bauteil 150 mechanisch und elektrisch angebracht ist.
Das zweite Modul 110-2 des Reifenüberwachungssystems 100, wie es in 1 gezeigt wurde, kann beispielsweise ebenfalls als Modul 110 zum Erfassen eines Vibrationsverhaltens einer mechanischen Komponente ausgestaltet sein. Die mechanische Komponente kann beispielsweise das Rad des Lastkraftwagens oder auch ein entsprechendes Radlager sein.
4 zeigt so eine schematische Querschnittsdarstellung durch das Modul 110-2, welches ebenfalls in der Lage ist, ein Vibrationsverhalten einer in 4 nicht dargestellten mechanischen Komponente zu erfassen. Zu diesem Zweck umfasst das Modul 110-2 ein Befestigungsbauteil 250, das ausgebildet ist, um mit der Komponente mechanisch starr verbunden zu werden, um eine mechanische Schwingung der Komponente aufzunehmen. Das Modul 110-2 weist ferner eine Leiterplatte 260 auf, die ihrerseits eine Schaltung 270 umfasst, die ausgebildet ist, um die mechanische Schwingung der mechanischen Komponente zu erfassen und um basierend auf der erfassten Schwingung ein das Vibrationsverhalten umfassendes Signal drahtlos zu übermitteln. Das Modul 110-2 weist darüber hinaus wenigstens einen Abstandshalter 280 auf, der die Leiterplatte 260 mit dem Befestigungsbauteil 250 derart mechanisch verbindet, dass die mechanische Schwingung von dem Befestigungsbauteil 250 auf die Leiterplatte 260 übertragen wird.
Auch hier kann optional die Übertragung des das Vibrationsverhalten umfassenden Signals per Funk erfolgen. Hierdurch kann es möglich sein, eine vergleichsweise einfache Implementierung eines solchen Moduls 110-2 in ein bestehendes System zu ermöglichen. Auch kann bei einer Neuplanung eines solchen Systems gegebenenfalls eine Berücksichtigung eines Kabelbaums zur Übertragung der betreffenden Signale eingespart werden.
Der wenigstens eine Abstandshalter 280 kann hierbei optional ausgebildet sein, um die Leiterplatte 260 starr mit dem Befestigungsbauteil 250 zu verbinden und zu fixieren. Hierdurch kann also der Abstandshalter 280 oder der wenigstens eine Abstandshalter 280 nicht nur zur Übertragung der mechanischen Schwingung von dem Befestigungsbauteil 250 auf die Leiterplatte 260 dienen, er kann auch zur mechanischen Fixierung und damit zur mechanischen Aufhängung der Leiterplatte 260 und der umfassten Schaltung 270 dienen. Je nach konkreter Ausgestaltung kann hierbei der wenigstens eine Abstandshalter 280 beispielsweise aus einem metallischen Material gefertigt sein. Ein metallisches Material kann hierbei beispielsweise ein Metall, oder eine metallische Legierung darstellen. Eine solche metallische Legierung kann beispielsweise neben einem metallischen Werkstoff weitere metallische Werkstoffe oder Elemente umfassen, jedoch auch nicht metallische Elemente oder Werkstoffe. Ein Beispiel einer solchen Legierung stellt beispielsweise Stahl oder auch Messing dar. Metallische Werkstoffe können so beispielsweise elektrisch leitfähig sein, obwohl diese beispielsweise auch von einer nicht leitenden bzw. elektrisch isolierenden Schicht umgeben sein können.
Je nach konkretem Anforderungsprofil kann bei einem Beispiel eines Befestigungsbauteils 250 dieses ebenfalls aus einem metallischen Werkstoff gefertigt sein. Ergänzend oder alternativ kann es sich hierbei auch um ein elektrisch leitfähiges Material handeln. Um eine möglichst gute Ankopplung des Befestigungsbauteils an die in 4 nicht gezeigte mechanische Komponente zu ermöglichen, kann das Befestigungsbauteil 250 optional so ausgestaltet sein, dass dieses an wenigstens zwei voneinander räumlich getrennten Stellen 290-1, 290-2 mit der mechanischen Komponente verbindbar ist. Bei dem in 4 gezeigten Beispiel kann so das Befestigungsbauteil 250 beispielsweise an den Stellen 290 jeweils eine Öffnung oder Bohrung 300-1, 300-2 aufweisen, mit deren Hilfe das Befestigungsbauteil beispielsweise an eine Felge eines Lastkraftwagens geschraubt werden kann. So kann das Modul 110-2 beispielsweise zur Montage an einem Rad bzw. einer Felge eines Lastkraftwagens oder eines anderen Fahrzeugs an zwei entlang der Umfangsrichtung der Felge bzw. des Rads benachbart angeordneten Gewindebolzen verschraubt werden, mit deren Hilfe ebenfalls die Felge beispielsweise an einem Radträger befestigt wird.
Benachbart sind zwei Objekte, zwischen denen kein weiteres Objekt desselben Typs angeordnet ist. Unmittelbar benachbart sind entsprechende Objekte, wenn sie aneinandergrenzen, also beispielsweise miteinander in Kontakt stehen.
Das Befestigungsbauteil 250 kann beispielsweise als Blechteil gefertigt werden. Wird es gleichzeitig aus einem metallischen Werkstoff oder einem anderen elektrisch leitfähigen Material gefertigt, kann hierdurch gegebenenfalls eine zur Erfassung des Vibrationsverhaltens geeignete Ankopplung des Moduls 110-2 mit konstruktiv einfachen Mitteln erzielt werden.
Das Befestigungsbauteil 250 kann unabhängig hiervon jedoch auch entlang einer vorbestimmten Richtung 310 eine Ausdehnung aufweisen, die größer ist als eine Ausdehnung der Leiterplatte 260 entlang der vorbestimmten Richtung. Die Leiterplatte 260 kann hierbei entlang einer Projektionsrichtung 320 senkrecht zu der vorbestimmten Richtung 310 unterhalb bzw. oberhalb des Befestigungsbauteils 250 angeordnet sein.
Ergänzend oder alternativ zu einer solchen Ausgestaltung des Befestigungsbauteils 250 kann das Modul 110-2 auch eine Komponente 330 umfassen, die zwischen der Leiterplatte 260 und dem Befestigungsbauteil 250 angeordnet ist. Bei einer Projektion der Komponente 330 entlang der Projektionsrichtung 320 senkrecht zu der Leiterplatte 260 kann wenigstens 30 % einer Gesamtfläche der Projektion der Komponente 330 von elektrisch leitfähigem Material wenigstens teilweise hervorgerufen werden. Die Gesamtfläche der Projektion der Komponente 330 kann hierbei wenigstens 30 % einer Gesamtfläche einer Projektion der Leiterplatte 260 entlang der Projektionsrichtung 320 entsprechen. Unabhängig voneinander können die beiden zuvor genannten prozentualen Werte auch bei anderen Beispielen wenigstens 50 %, wenigstens 70 %, wenigstens 80 %, wenigstens 90 %, wenigstens 95 % oder 100 % entsprechen, was im letzten Fall einer vollständigen Projektion entspricht.
Anders ausgedrückt kann die Komponente einen signifikanten Anteil eines elektrisch leitfähigen Materials aufweisen, der ähnlich wie bei einer entsprechenden Ausgestaltung des Befestigungsbauteils 250 zu den nachfolgenden Effekten führen kann. Das elektrisch leitfähige Material umfasst hierbei beispielsweise einen metallischen Werkstoff, wie dieser bereits zuvor erwähnt wurde.
Bei der Komponente 330 kann es sich so beispielsweise um eine Energiequelle 340 handeln, die zwischen der Leiterplatte 260 und dem Befestigungsbauteil 250 angeordnet ist. Diese kann mit der Schaltung 270 der Leiterplatte 260 gekoppelt sein, um diese mit elektrischer Energie zu versorgen. Die Energiequelle 340 kann hierbei beispielsweise eine elektrochemische Energiequelle, also beispielsweise eine Batterie oder einen Akkumulator umfassen. Die in 4 gezeigte Energiequelle 340 kann beispielsweise eine Knopfzelle sein oder umfassen.
Gerade bei einer drahtlosen Übertragung des das Vibrationsverhalten umfassenden Signals kann durch die Integration einer entsprechend großen metallischen Masse, wie sie eine solche Energiequelle 340 oder auch das Befestigungsbauteil 250 an sich darstellen kann, es zu Störeffekten bei der drahtlosen Übertragung des Signals, also beispielsweise bei der drahtlosen Übertragung des Signals per Funk kommen. So kann beispielsweise die Schaltung 270 ebenfalls eine Antenne umfassen, die ausgebildet ist, um das das Vibrationsverhalten umfassende Signal zu übertragen.
Die Schaltung 270 kann hierbei Leiterbahnen auf der oder integriert in die Leiterplatte 260, diskrete Bauteile und Bauelemente jedoch auch integrierte Schaltkreise als entsprechende diskrete Bauteile umfassen. So kann die Schaltung 270 beispielsweise ein diskretes Bauteil umfassen, welches ausgebildet ist, um die mechanische Schwingung zu erfassen.
Durch den Einsatz des Abstandshalters 280 wird so gerade Bauraum beschaffen, welcher beispielsweise für die Komponente 330, also beispielsweise die Energiequelle 340 verwendet werden kann, sodass das Modul 110-2 kleiner und kompakter gebaut werden kann, ohne dass das Abstrahlverhalten der Antenne, die beispielsweise in der Schaltung 270 implementiert sein kann, durch die Komponente 330 gestört wird oder dass das Modul 110-2 hinsichtlich seiner Fläche signifikant vergrößert werden muss. Auch kann es möglich sein, durch die Implementierung des wenigstens einen Abstandshalters 280 unabhängig von der Implementierung einer entsprechenden Komponente 330 mit der Energiequelle 340 ein Abstrahlverhalten für das das Vibrationsverhalten umfassende Signal zu verbessern.
Selbstverständlich kann das Modul 110-2 ebenso ein Gehäuse umfassen, welches die Leiterplatte 260 einschließt und so beispielsweise die Leiterplatte 260 und ihre Schaltung 270 vor Beschädigungen und anderen schädlichen Einflüssen schützt.
Ein Gehäuse für ein solches Modul 110, wie es beispielsweise als Gehäuse für das Modul 110-1 und/oder für das Modul 110-2 des Reifenüberwachungssystems 100 aus 1 verwendet werden kann, ist in 5 schematisch dargestellt. Das Modul 110 aus 5 weist ein erstes Teilgehäuse 350-1 und ein zweites Teilgehäuse 350-2 auf, die zusammen eine Ausnehmung 360 bilden. In der Ausnehmung 360 ist eine Leiterplatte 260 angeordnet. Eine Vergussmasse 370 verschließt die Ausnehmung 360. Das Material, aus dem das erste Teilgehäuse 350-1 gefertigt ist, und das Material, aus dem das zweite Teilgehäuse 350-2 gefertigt ist, weisen hierbei einen Unterschied hinsichtlich ihrer thermischen Ausdehnungskoeffizienten auf, der höchstens 10 % des betragsmäßig größeren Wertes der beiden Ausdehnungskoeffizienten beträgt. Bei anderen Beispielen kann der vorgenannte Wert auch höchstens 5 %, höchstens 2 % oder höchstens 1 % betragen. Die thermischen Ausdehnungskoeffizienten können beispielsweise auch identisch sein, wenn beispielsweise für die Materialien der beiden Teilgehäuse 350-1, 350-2 das gleiche oder zumindest ein sehr ähnliches Material verwendet wird. Das erste Teilgehäuse 350-1 weist hierbei eine Abdichtungsstruktur 380 und das zweite Teilgehäuse eine Gegenabdichtungsstruktur 390 auf, die gerade so ausgebildet sind, dass diese ineinander eingreifen. Hierdurch kann es möglich sein, dass die beiden Teilgehäuse 350-1, 350-2 zusammen mit der Vergussmasse 370 ein Gehäuse 400 bilden, welches die Leiterplatte 260 und einer gegebenenfalls auf dieser oder in dieser implementierten Schaltung vor dem Einfluss von Feuchtigkeit, Staub und anderen äußeren Einflüssen wenigstens teilweise schützt. Hierdurch kann es möglich sein, mit vergleichsweise einfachen technischen Mitteln den Einsatz eines solchen Moduls 110 auch unter erschwerten Umweltbedingungen zu ermöglichen, ohne dass die Herstellung des Moduls 110 hierdurch signifikant verschlechtert wird. So kann beispielsweise das erste Teilgehäuse 350-1 als Vorformling bzw. Premold zur Bestückung des entstehenden Gehäuses 400 mit Komponenten genutzt werden, die in 5 nur in Form des flexiblen Kabels 130 als optionale Komponente angedeutet sind. Hierdurch kann es möglich sein, eine Implementierung des fertigen Moduls 110 auch unter schwierigeren Umweltbedingungen und damit insgesamt leichter zu ermöglichen.
Das zweite Teilgehäuse 350-2 kann dann im Rahmen eines Spritzgießvorgangs oder Umspritzvorgangs um das erste Teilgehäuse 350-1 geformt werden. Das erste Teilgehäuse und das zweite Teilgehäuse können so beispielsweise Spritzgießteile darstellen. Auch wenn bei der vorangegangenen Beschreibung das erste Teilgehäuse 350-1 als Vorformteil (Premold) angesehen wurde, kann selbstverständlich dies auch für das zweite Teilgehäuse 350-2 gelten. Anders ausgedrückt können aus einer Menge von Teilgehäusen 350, die das erste Teilgehäuse 350-1 und das zweite Teilgehäuse 350-2 umfasst, eines der beiden Teilgehäuse ein Vorformteil für ein anderes Teilgehäuse der Menge der Teilgehäuse sein.
Wie in 5 auch angedeutet ist, kann hierbei die Abdichtungsstruktur 380 bzw. die Gegenabdichtungsstruktur 390 wenigstens eine Erhebung und/oder wenigstens eine Vertiefung aufweisen. Diese kann beispielsweise asymmetrisch ausgestaltet sein, um so ein Vordringen entlang der Nahtstelle der beiden Teilgehäuse 350 von Feuchtigkeit, Schmutz und anderen Verunreinigungen zu erschweren. Hierbei kann sowohl entlang einer Richtung 410, die von einem Außenraum 420 des Gehäuses 400 in die Ausnehmung 360 hineinführt, die Asymmetrie der Erhebungen bzw. Vertiefungen sowohl so ausgestaltet sein, dass eine steilere Flanke an einer der Ausnehmung zugewandten oder abgewandten Seite vorliegt. Durch das Vorsehen der Abdichtungsstruktur und der entsprechenden Gegenabdichtungsstruktur 380, 390 kann so ein Weg verlängert werden, den eine Verunreinigung von dem Außenraum 420 nehmen muss, um in die Ausnehmung und damit in den Bereich der Leiterplatte 260 vordringen zu können. Selbstverständlich kann hierbei die Abdichtungsstruktur 380 eine Mehrzahl von hintereinander angeordneten Erhebungen und/oder Vertiefungen aufweisen. Entsprechend kann auch die Gegenabdichtungsstruktur 390 eine Mehrzahl von hintereinander angeordneten Vertiefungen und/oder Erhebungen aufweisen, die optional eine Form aufweisen können, die denen der Erhebungen bzw. Vertiefungen der Abdichtungsstruktur 380 entsprechen. Auch hierbei kann sich der Begriff „hintereinander“ auf die Richtung 410 von dem Außenraum 420 in die Ausnehmung 360 hinein oder auch auf die entgegengesetzte Richtung beziehen.
Das erste Teilgehäuse 350-1 und das zweite Teilgehäuse 350-2 können hierbei einen Kabelzuführungsabschnitt 430 aufweisen, die ausgebildet sind, um das flexible Kabel 130 wenigstens an die Ausnehmung 360 heranzuführen. Die Abdichtungsstruktur und die Gegenabdichtungsstruktur können hierbei an den Kabelzuführungsabschnitten 430 des ersten Teilgehäuses 350-1 und des zweiten Teilgehäuses 350-2 angeordnet sein. So kann die Abdichtungsstruktur 380 und die Gegenabdichtungsstruktur 390 gerade in einem solchen Bereich implementiert sein, bei dem aufgrund einer Bewegung des flexiblen Kabels 130 beispielsweise mit einem erhöhten Grad an Verformung der beiden Teilgehäuse 350 durch die Bewegung des flexiblen Kabels 130 zu rechnen sein könnte. So kann gerade in diesem Bereich gegebenenfalls ein leichteres Eintreten von Verunreinigungen in die Ausnehmung 360 erfolgen.
Um darüber hinaus gegebenenfalls auch eine mechanisch stabilere Implementierung eines Moduls 110 gegenüber mechanischen Belastungen entlang des flexiblen Kabels 130 zu implementieren, kann bei einem solchen Modul 110 optional auch eine Zugentlastung implementiert werden, wie sie nachfolgend im Zusammenhang mit 6 näher beschrieben wird.
So zeigt 6 eine schematische Querschnittsdarstellung eines Moduls 110, das ein Gehäuse 400, eine vollständig in dem Gehäuse 400 angeordnete Leiterplatte 260 und ein flexibles Kabel 130 aufweist. Das flexible Kabel weist hierbei wenigstens ein zum Führen eines Signals vorgesehenes Teilkabel 440 auf, welches mit einer Kontaktstelle 450 der Leiterplatte 260 mittelbar oder unmittelbar elektrisch verbunden ist. Das Teilkabel 440 weist hierbei in dem Gehäuse 400 zwischen einem ersten Bezugspunkt 460-1 und einem zweiten Bezugspunkt 460-2 einen gebogenen Verlauf 470 auf, wie ein Vergleich mit einer zwischen den beiden Bezugspunkten 460 eingezeichneten Geraden 480 in 6 illustriert. Der gebogene Verlauf 470 kann sich hierbei wenigstens über einen Winkel von wenigstens 90° erstrecken.
Hierdurch kann bei einer mechanischen Belastung, beispielsweise einer Zug- oder Druckbelastung des flexiblen Kabels 130 oder des wenigstens einen Teilkabels 440 dieses gegebenenfalls im Inneren des Gehäuses 400 nachgeben ohne die mittelbare oder unmittelbare elektrische Verbindung zu der Kontaktstelle 450 mechanisch zu stark zu belasten. Hierdurch kann also gegebenenfalls eine Zuverlässigkeit bzw. Robustheit gegenüber mechanischen Belastungen gesteigert werden, wie sie beispielsweise während des Betriebs auftreten können.
Optional kann das Modul 110 ein Stützbauteil 490 aufweisen, bei dem es sich beispielsweise um das Zuleitungsbauteil 180 handeln kann, und bei dem der gebogene Verlauf 470 wenigstens teilweise um das Stützbauteil 490 herumführt. Je nach konkreter Implementierung kann hierbei das Stützbauteil beispielsweise auch eine Ausnehmung aufweisen, um das betreffende Teilkabel 440 um das Stützbauteil 490 herumzuführen.
Hierbei kann sowohl ein in Kontaktstehen des Teilkabels 440 mit dem Stützbauteil 490 gewollt sein. Hierdurch kann es möglich sein, eine mechanische Kraft, die auf das flexible Kabel 130 bzw. das Teilkabel 440 wirkt, durch Reibungskräfte oder andere Kräfte auf das Stützbauteil zu übertragen. So kann gegebenenfalls eine Kraft direkt auf das Gehäuse 400 über eine mechanische Ankopplung des Stützbauteils 490 an dieses übertragen werden. Andererseits kann auch bei einem nicht in Kontaktstehen des Teilkabels 440 mit dem Stützbauteil 490 die Zugentlastungsfunktionalität umgesetzt werden, da dadurch gegebenenfalls das Teilkabel 440 leichter bewegbar sein kann.
Optional kann das wenigstens eine Teilkabel 440 auch von einer Vergussmasse 370 und/oder dem Gehäuse 400, beispielsweise in Form des ersten und/oder des zweiten Teilgehäuses 350-1, 350-2, zwischen dem ersten Bezugspunkt 460-1 und dem zweiten Bezugspunkt 460-2 wenigstens teilweise, also teilweise oder auch vollständig, im Bereich des gebogenen Verlaufs 470 umgeben sein. Hierdurch kann es möglich sein, eine Berührfläche zwischen der Vergussmasse 370 und dem Teilkabel 440 gegenüber einem geraden Verlauf zwischen den beiden Bezugspunkten 460 zu vergrößern, sodass eine kraft-, stoff- und/oder formschlüssige Verbindung zwischen der Vergussmasse 370 und dem betreffenden Teilkabel 440 vergrößert werden kann. Gleiches gilt beispielsweise auch für Implementierungen, bei denen das flexible Kabel im Bereich des gebogenen Verlaufs 470 zwischen den beiden Bezugspunkten 460 vollständig oder teilweise umgeben wird. In diesem Fall kann die kraft-, stoff- und/oder formschlüssige Verbindung zwischen der Vergussmasse 370 und dem flexiblen Kabel die entsprechende Zugentlastung bilden oder zumindest begünstigen. Gleiches gilt ebenso für das Umspritzen des flexiblen Kabels bzw. des Teilkabels 440 bei dem Umspritzen desselben beim Formen eines oder mehrerer der Teilgehäuse 350.
Eine solche kraft-, stoff- und/oder formschlüssige Verbindung zwischen der Vergussmasse 370 und dem Teilkabel 440 bzw. dem flexiblen Kabel kann beispielsweise durch Ausnutzen des Schrumpfverhaltens während der Abkühlphase der Vergussmasse 370 erzielt werden. Durch diesen Schrumpfeffekt können „Reibungskräfte“ durch das Umspritzen des Kabels oder seiner Teilkabel 440 aufgrund der Schrumpfung beim Abkühlen umgesetzt und ausgenutzt werden. Eine Länge des überspritzten Kabels kann beispielsweise wenigstens 10 mm, wenigstens 20 mm oder wenigstens 30 mm betragen.
Ebenso kann es optional bei dem Umspritzen zu einem Anschmelzen des Kabels 130 bzw. des oder der Teilkabel 440 kommen, wodurch beispielsweise eine wenigstens teilweise stoffschlüssige Verbindung erzielt wird. Dies kann beispielsweise durch Verwendung eines Materials für einen Mantel des Kabels 130 bzw. der Teilkabel 440 erreicht werden, der bei einer beim Umspritzen verwendeten Temperatur teilweise oder vollständig aufweicht, anoder aufschmilzt. Hierdurch kann eine stoffschlüssige Verbindung zwischen dem ersten Teilgehäuse 350-1, dem zweiten Teilgehäuse 350-2 und/oder der Vergussmasse 370 und dem Mantel des flexiblen Kabels 130 bzw. dem Mantel des oder der Teilkabel 440 entstehen, indem der Mantel an wenigstens einer der genannten Komponenten anschmilzt und so die stoffschlüssige Verbindung eingeht.
Im Hinblick auf die bei dem Anspritzen der Teilgehäuse 350 verwendeten Spritztemperaturen, können diese durch Auswahl des entsprechenden Materials so gewählt sein, dass diese zu einem leichten Anschmelzen des oder der Teilkabel 440 führt, ohne dieses jedoch komplett aufzuschmelzen, um eine bessere Verbindung zwischen diesen zu schaffen. Dies kann unabhängig voneinander für das erste Teilgehäuse 350-1, das zweite Teilgehäuse 350-2, beide Teilgehäuse 350 und/oder für weitere Teilgehäuse 350 gelten.
Ein Teilkabel kann beispielsweise einen Draht, einen isolierten Draht, eine Litze, mehrere Litzen oder auch eine oder mehrere Glasfasern oder ein anderes eine Signalführung ermöglichendes Kabel oder eine andere eine Signalführung ermöglichende Leitung umfassen. Dieses kann elektrisch, optisch oder auf andere Art und Weise gegenüber weiteren Teilkabeln 440 gegen ein entsprechendes Übermitteln der Signale zwischen den einzelnen Teilkabeln geschützt sein. So kann ein solches Teilkabel beispielsweise durch eine elektrische Isolierung, beispielsweise eine Lackisolierung oder einen anderen Überzug elektrisch isoliert werden. Selbstverständlich können in dem flexiblen Kabel 130 auch mehrere, also beispielsweise zwei, drei oder mehr Teilkabel 440 parallel zueinander geführt werden. Je nach konkreter Implementierung können diese innerhalb des flexiblen Kabels 130 stets parallel, jedoch auch verdrillt oder verdreht geführt sein.
Die Signalübertragung in dem flexiblen Kabel 130 und damit seinem oder seinen Teilkabeln 440 kann daher beispielsweise elektrisch jedoch auch optisch oder auf anderem Wege erfolgen, sofern beispielsweise eine fluidtechnische Trennung zwischen dem ersten Modul 110-1 und dem zweiten Modul 110-2 im Hinblick auf das gasförmige Medium des Reifens im Falle eines Reifenüberwachungssystems 100 implementiert ist.
Darüber hinaus kann es gegebenenfalls auch möglich sein, durch den Einsatz der Vergussmasse 370 (nicht gezeigt in 6), die in Kontakt mit einem oder mehreren Teilkabeln 440 und/oder der oder den Kontaktstellen 450 steht, eine Eindringen von Wasser und anderen Verschmutzungen zu reduzieren oder sogar vollständig zu vermeiden, die entlang der Teilkabel 440 zu der Leiterplatte 260 gelangen könnten. Durch den zusätzlichen Materialkontakt zwischen der Vergussmasse 370 und den Teilkabeln 440 bzw. den Kontaktstellen 450, die beispielsweise eine elektrische Kontakt- oder Steckverbindung umfassen können, kann so gegebenenfalls ein Eindringen von Verunreinigungen zu den elektrisch leitfähigen Bereichen erschwert oder sogar unterbunden werden.
Auch wenn im Zusammenhang mit den 1 bis 6 unterschiedliche Aspekte beleuchtet wurden, können diese in unterschiedlichen Kombinationen bei Ausführungsbeispielen implementiert werden. So wird im Folgenden ein Reifenüberwachungssystem 100, bei dem es sich genauer gesagt um ein Reifendrucküberwachungssystem (TPMS) handelt, näher beschrieben, welches die vorangegangenen Aspekte umsetzt. Wie bereits zuvor erläutert wurde, sind jedoch diese bei Weitem nicht auf ein Reifenüberwachungssystem 100, wie dies zuvor beschrieben wurde, beschränkt. Vielmehr können auch bei konventionellen Reifendrucküberwachungssystemen oder Reifenüberwachungssystemen 100 Aspekte implementiert werden, wohingegen auch bei einem Reifenüberwachungssystem 100 gemäß einem Ausführungsbeispiel nicht alle der vorgenannten Aspekte umgesetzt werden müssen.
Im Folgenden wird so in Form eines Drucksensors eines Reifendrucküberwachungssystems für Lastkraftwagen, der an einer Außenseite eines Reifens montiert werden kann, eine konkretere Implementierung näher beschrieben. Das betreffende Reifenüberwachungssystem 100 weist hierbei zwei Module 110 auf. In einem Modul, dem ersten Modul 110-1, das auch als Ventilmodul bezeichnet wird, wird im Wesentlichen der Druck gemessen bzw. erfasst, während in einem zweiten Modul 110-2, welches auch als Hauptmodul bezeichnet wird, die notwendige Infrastruktur für die kabellose Kommunikation, gegebenenfalls einige weitere arithmetische Operationen und die Energieversorgung angeordnet sind. Das Ventilmodul (erstes Modul 110-1) ist hierbei direkt auf das Felgenventil eines Rades montiert, während das Hauptmodul (zweites Modul 110-2) an einem Flankendurchmesser der Felge angeordnet und durch zwei benachbarte Radmuttern fixiert ist. Die beiden Module 110-1, 110-2 sind elektrisch über ein Zwei-Teilkabel 440-1, 440-2 kabelumfassendes flexibles Kabel 140 miteinander verbunden. Das flexible Kabel 130 weist hierbei genau zwei Teilkabel 440 auf.
Basierend auf den rauen Umweltbedingungen, denen ein solches System begegnen kann, kann dieses im Nachfolgenden beschriebenen Design gegebenenfalls eine Zugentlastung und eine Abdichtung gegenüber Umwelteinflüssen sowie eine einfache Hardwarebestückung bzw. -herstellung während der Produktion ermöglichen. Beispielsweise die Zugentlastung und das Abdichtungskonzept werden hierbei im Nachfolgenden näher beleuchtet.
So wird nachfolgend ein Reifendrucküberwachungssystem mit einem Verbindungskabelkonzept mit einer Zugentlastung und einem Umweltabschlusskonzept näher beschrieben. Im Hinblick auf das Abdichtungskonzept, bei dem der betreffende Drucksensor – wie erwähnt – an einer Außenseite des Reifens montiert wird, kann bei einem Ausführungsbeispiel beispielsweise nur eine Ventilverlängerung unmittelbar an das Felgenventil angeschlossen werden. Im Hinblick auf das innere Design der Ventilverlängerung, die auch das erste Modul 110-1 darstellt, kann gegebenenfalls auf ein konventionelles Ventilverlängerungssystem zurückgegriffen werden. Eine äußere Form kann beispielsweise quadratisch oder rechteckig sein oder eine andere polygonale Form aufweisen und eine Dichtkammer bzw. einen Dichtraum bilden, der eine Öffnung 200 zu dem unter Druck stehenden inneren Design umfasst. Hierbei kann eine mechanische Stabilisierung des betreffenden Moduls gegebenenfalls verbessert werden, wenn der Bereich der Ventilverlängerung (Zuleitungsbauteil 180), der von dem Gehäuse umgeben ist, möglichst groß ist. Andererseits kann jedoch auch eine kleinere Implementierung bei Berücksichtigung anderer Effekte und Parameter, wie etwa der zur Verfügung stehende Bauraum, sinnvoll sein.
Eine Leiterplatte 260, die beispielsweise als Leiterplatine (PCB = Printed Circuit Board) implementiert sein kann, kann durch ein Plastikgehäuse 400 gepackt und elektrisch über ein flexibles Kabel 130 mit einem zweiten Gehäuse des zweiten Moduls 110-2 verbunden werden, welches über ein Befestigungsbauteil, das auch als Basisplatte bezeichnet wird, über die Radmuttern mit der Felge mechanisch verbunden werden kann. Als Folge kann es gegebenenfalls möglich sein, eine Wahrscheinlichkeit eines Druckluftlecks zu reduzieren, gegebenenfalls sogar zu minimieren, indem der Drucksensor selbst sehr nahe an der Ventilverlängerung angeordnet wird und durch eine besonders ausgestaltete Dichtung 210 abgedichtet wird. Es kann so beispielsweise nur eine weitere vergleichsweise sehr kleine Abdichtung – Dichtung 210 zum Drucksensor – verwendet werden, um das System fluidtechnisch anzubinden. Oftmals können auch Standardventilverlängerungen auch dauerhaft im Einsatz angebracht bleiben, um beispielsweise eine Nachfüllbarkeit des Reifens, beispielsweise des sogenannten Outboard-Reifens bei einer Zwillingsbereifung, der der Fahrzeuginnenseite zugewandt ist, zu erleichtern. Auch in diesem Fall kann gegebenenfalls nur eine weitere Schnittstelle zur Umgebung implementiert sein, auch wenn das Modul 110 am Reifen verbleibt.
Neben der bereits erwähnten Leiterplatine kann die Leiterplatte 260 auch als andere plattenförmige Struktur ausgeführt sein, auf der bzw. in der eine Schaltung 270 wenigstens teilweise realisierbar ist. Die Leiterplatte kann hierbei zur mechanischen Aufnahme und/oder elektrischen oder anderen informationstechnischen Verbindung eines diskreten Bauteils dienen. Die Verbindung kann beispielsweise durch Löten, Schweißen oder eine andere elektrisch leitfähige Verbindungstechnik erfolgen.
Das im Nachfolgenden beschriebene Reifenüberwachungssystem 100 weist so zwei Module 110-1, 110-2 auf, die einer Reduzierung des Risikos eines Lecks dienen und eine flexiblere Implementierung an verschiedene Felgentypen hinsichtlich der Länge und des Krümmungsradiusses des die Module 110 verbindenden Kabels ermöglichen kann. In dem ersten Modul 110-1 (Ventilmodul), welches direkt auf das Felgenventil montiert werden kann, wird im Wesentlichen der Druck und gegebenenfalls weitere physikalische Größe gemessen, während in dem zweiten Modul 110-2 (Hauptmodul) die drahtlose Übertragung, gegebenenfalls einige arithmetische Operationen durchgeführt werden sowie die notwendige Energieversorgung angeordnet ist. Die beiden Module 110-1, 110-2 sind über ein genau zwei Teilkabel 440 umfassendes flexibles Kabel 130 miteinander verbunden. Gerade für raue Umweltbedingungen weist das im Nachfolgenden beschriebene Design eine Zugentlastung und das bereits angedeutete Umweltabdichtungskonzept auf, während dieses gegebenenfalls auch eine leichte Hardwarebestückung während der Herstellung ermöglichen kann. Gerade im Bereich von Offroad-Trucks (geländegängigen Lastkraftwagen), bei denen Schmutz, Schlamm, Schnee und ähnliche Umweltbedingungen eine zusätzliche Belastung auf das System ausüben können und die Kabelrobustheit beeinträchtigen können, kann eine entsprechende Implementierung gegebenenfalls ratsam sein.
Die beiden nachfolgend beschriebenen Module 110-1, 110-2 sind also elektrisch über ein genau zwei Teilkabel 440 umfassendes flexibles Kabel 130 miteinander elektrisch verbunden. Daher können beispielsweise spezielle für den Automobileinsatz geeignete Kabel, beispielsweise die von ABS/ASR-Sensoren (ABS = Anti Blocking System = Antiblockiersystem; ASR = Antriebsschlupfregelung) verwendet werden.
Wie die nachfolgende Beschreibung noch zeigen wird, kann hierbei gegebenenfalls eine Anzahl von unter Druck stehenden Schnittstellen reduziert, gegebenenfalls sogar minimiert werden, die ihrerseits zu Druckluftleckagen führen können. So kann darüber hinaus auch ein Druckverlust wegen einem beschädigten Drucklaufschlauch gegebenenfalls vermieden werden. Auch kann so gegebenenfalls das Risiko eines porösen oder leckenden Schlauchs und die Gefahr eines fehlenden Ersatzteils des betreffenden Schlauchs gegebenenfalls vermieden werden.
Ebenso kann es gegebenenfalls möglich sein, eine mechanische Beanspruchung der Leiterplatte 260, ihrer Schnittstellen und der Lötbereiche, beispielsweise zwischen den Teilkabeln 440 und den weiter unten beschriebenen Press-Fit-Kontakten durch ein Ziehen oder ein Drücken an dem Kabel 130 gegebenenfalls reduziert oder sogar vermieden werden. Darüber hinaus können durch geringfügige Modifikationen gegebenenfalls Anpassungen an eine große Anzahl von Felgentypen auf dem Markt erzielbar sein. So kann durch den Einsatz eines flexiblen Kabels 130 aufgrund seiner typischerweise größeren Flexibilität im Hinblick auf Biegungen ein Reifenüberwachungssystem 100 gegebenenfalls bei einer größeren Zahl von Felgen eingesetzt werden. Die größere Flexibilität eines Kabels kann hierbei beispielsweise zu einem kleineren Biegeradius führen. Wie die nachfolgende Beschreibung ebenfalls noch zeigen wird, kann hierbei gegebenenfalls eine schnelle Montage der benötigten Hardwarekomponenten in beiden Modulen 110 realisierbar sein. Auch kann eine Reduzierung bzw. sogar eine Minimierung der Anzahl der unter Druck stehenden Schnittstellen erfolgen, die zu einem Druckluftleck führen können.
Die 7 zeigt einen Überblick über einen unter Druck stehenden Bereich 500 und die wesentlichen Abdichtungskomponenten des ersten Moduls 110-1 eines Reifenüberwachungssystems 100 gemäß einem Ausführungsbeispiel, das jedoch als Ganzes in 7 nicht gezeigt ist. Das auch als Ventilmodul bezeichnete erste Modul 110-1 basiert hinsichtlich seiner Abdichtungsstruktur auf einer angepassten Ventilverlängerung, die mit einem Plastikgehäuse 400 umspritzt und dann gegebenenfalls vergossen wird. So weist das Modul 110-1 ein Zuleitungsbauteil 180 auf, das die eigentliche Ventilverlängerung darstellt. So weist das Zuleitungsbauteil 180 eine Anschlussstruktur 510 auf, die ausgebildet ist, um das Modul 110-1 mit einem Ventil eines Reifens verbindbar zu machen, wobei das Ventil einen frühtechnischen Zugang zu einem mit dem Fluid befüllbaren oder befüllten Innenraum des Reifens ermöglicht. Das Fluid kann hierbei beispielsweise ein gasförmiges Medium, also beispielsweise ein Gas oder ein Gasgemisch sein. Die Anschlussstruktur 510 weist so eine Reifenventilschnittstelle 520 mit einer für diese übliche Standarddichtung auf. Zur mechanischen Befestigung der Anschlussstruktur 510 bzw. des Moduls 110-1 an dem Ventil des Reifens weist die Anschlussstruktur 510 ferner eine Ventilverlängerungsmutter 530 mit einer entsprechenden Führungsfläche in ihrem Inneren auf. Bei dem in 7 gezeigten Zuleitungsbauteil weist der Kanal 190 einen gebogenen Verlauf auf und führt zu einem Ventileinsatz 540, der an einem der Anschlussstruktur 510 entgegengesetzten Ende des Zuleitungsbauteils 180 angeordnet ist. In einem Bereich 550, der nachfolgend noch näher beschrieben wird, ist eine Dichtung 210 zwischen dem Zuleitungsbauteil 180 und einem beispielsweise als SMD-Sensor ausgeführten diskreten Bauteil 150 angeordnet, wobei die Dichtung 210, wie zuvor beschrieben wurde, mit einer Oberfläche 160 (nicht gezeigt in 7) des diskreten Bauteils 150 ebenso wie mit dem Zuleitungsbauteil 180 in Kontakt steht. Das diskrete Bauteil 150 stellt hierbei gegebenenfalls unter anderem den Drucksensor dar, der mit einer Leiterplatte 260 elektrisch und mechanisch verbunden ist. Bei der Leiterplatte 260 kann es sich beispielsweise um eine Leiterplatine (PCB = Printed Circuit Board) handeln, auf die das diskrete Bauteil 150 gelötet ist.
Gegenüber einer eher konventionelleren Ventilverlängerung unterscheidet sich so das Zuleitungsbauteil 180 und das erste Modul 110-1 beispielsweise dadurch, dass eine Öffnung 200 einen Zugang zu dem diskreten Bauteil 150 ermöglicht, mit dessen Hilfe der Reifendruck beispielsweise bestimmt werden kann. Selbstverständlich können jedoch anstelle des Reifendrucks auch andere physikalische Größen, beispielsweise eine Temperatur, eine chemische Zusammensetzung eines Gasgemisches, also beispielsweise eine Luftfeuchtigkeit, oder eine andere physikalische Größe durch das diskrete Bauteil 150 erfasst werden. Darüber hinaus weist das Zuleitungsbauteil 180 einen Dichtungssitz auf, der ausgebildet ist, um die Dichtung 210 aufzunehmen und gegen ein Verrutschen zu sichern. Ergänzend oder alternativ kann ein solches Verrutschen auch durch Alterungseffekte hervorgerufen werden, bei denen es zu einem Fließen des Dichtungsmaterials der Dichtung 210 kommen kann. Die Verwendung des Dichtungssitzes kann so ergänzend oder alternativ einem Verlust der Dichtwirkung der Dichtung 210 durch eine Alterung der Dichtung 210 entgegenwirken. Das Zuleitungsbauteil 180 weist so den Dichtungssitz 600 auf, der ausgebildet sein kann, um die Dichtung 210 aufzunehmen und gegen ein Verrutschen der Dichtung 210 und/oder gegen Alterungseffekte beispielsweis in Form eines Fließens bzw. einem Verlust der Formstabilität der Dichtung 210 zu sichern. Der Dichtungssitz, der in 7 jedoch nicht im Detail gezeigt ist, ermöglicht es so, die Dichtung 210 zwischen dem diskreten Bauteil 150 und dem Zuleitungsbauteil 180 zu positionieren und zu fixieren.
Radiale und axiale Verschlüsse können hierbei ergänzend eingebracht werden, um beispielsweise eine Schnittstelle zwischen dem aus Kunststoff gefertigten Gehäuse 400 und dem Zuleitungsbauteil 180 auch für den Fall mechanischer Beanspruchungen zu verstärken. Eine Verlängerung des Zuleitungsbauteils 180 gegenüber einer Standardventilverlängerung mit einer entsprechenden Leitstruktur kann hierbei ein Aufsetzen bzw. eine Montage des TPMS-Ventilsmoduls 110-1 gegebenenfalls erleichtern.
8 zeigt eine perspektivische Darstellung des Zuleitungsbauteils 180. So zeigt auch 8 wiederum die Anschlussstruktur 510 zusammen mit der Ventilverlängerungsmutter 530, die beispielsweise eine Rändelung zur leichteren Handhabbarkeit aufweisen kann. An der der Anschlussstruktur 510 gegenüberliegenden Seite, an der also der Ventileinsatz 540 angeordnet ist, der jedoch in 8 nicht einsehbar ist, wird dieser über eine Abschlusskappe 560 abgedeckt. Über den Ventileinsatz 540 kann so auch bei montiertem Modul 110-1 Druck in den Reifen gegeben werden. Anders ausgedrückt weist das Modul 110 ferner ein Ventil 570 auf, das ausgebildet ist, um das gasförmige Medium über die Anschlussstruktur 510 in den auch in 8 nicht dargestellten Innenraum des Reifens nachfüllbar zu machen.
Um Kräfte, die auf das Gehäuse 400 einwirken, besser auf das Zuleitungsbauteil 180 ableitbar zu machen, weist dieses radiale Drehriegel 580 sowie axiale Drehriegel 590 auf. Durch das Umspritzen und gegebenenfalls durch das spätere Umgießen des Gehäuses 400 kann so zusätzlich eine formschlüssige Verbindung zwischen dem Gehäuse 400 und dem Zuleitungsbauteil 180 entstehen. Die radialen Drehriegel können beispielsweise durch plane Flächen des Zuleitungsbauteils 180 wenigstens teilweise gebildet werden. Flanken 595 solcher Flächen, die beispielsweise senkrecht auf der Achse des Zuleitungsbauteils 180 stehen, können als axiale Drehriegel dienen.
Eine kraftschlüssige oder reibschlüssige Verbindung kommt durch Haftreibung, eine stoffschlüssige Verbindung durch molekulare oder atomare Wechselwirkungen und Kräfte und eine formschlüssige Verbindung durch eine geometrische Verbindung der betreffenden Verbindungspartner zustande. Die Haftreibung setzt somit im Allgemeinen eine Normalkraftkomponente zwischen den beiden Verbindungspartnern voraus. Diese kann beispielsweise durch das Ausnutzen des schrumpfenden Materials während der Abkühlphase nach dem Umspritzen des Zuleitungsbauteils 180 geschehen, das auch als Ventilverlängerung dienen kann.
Darüber hinaus zeigt 8 die Öffnung 200 sowie den bereits zuvor erwähnten Dichtungssitz 600, der ausgebildet ist, um die Dichtung 210 aufzunehmen. Während es sich bei der Öffnung 200 im vorliegenden Ausführungsbeispiel um eine Bohrung handelt, die unmittelbar in den Kanal 190 des Zuleitungsbauteils 180 führt, handelt es sich bei dem Dichtungssitz 600 um eine Ausnehmung bzw. um eine Sackbohrung mit einem größeren Durchmesser als ein Durchmesser der Öffnung 200, in den die im Wesentlichen auf rotationssymmetrische Dichtung 210 (nicht gezeigt in 8) einsetzbar ist. Diese steht über eine Oberfläche 610 des Zuleitungsbauteils 180 in diesem Bereich hinaus.
Das Zuleitungsbauteil 180 weist so einen Zuleitungsabschnitt 620 auf, der Teil des Zuleitungsbauteils ist und ausgebildet ist, um das gasförmige Medium unmittelbar an den Detektionsbereich des ebenfalls in 8 nicht gezeigten diskreten Bauteils 150 heranzuführen. Der Zuführungsabschnitt 620 weist hierbei die bereits zuvor erwähnte Bohrung bzw. die Öffnung 200 sowie den Dichtungssitz 600 auf. Der Zuführungsabschnitt wird später von dem Gehäuse 400 vollständig eingeschlossen.
Das Zuleitungsbauteil 180 stellt darüber hinaus im Sinne der bereits zuvor erwähnten Zugentlastung ebenfalls das Stützbauteil 490 dar. So weist das Zuleitungsbauteil 180 in dem Zuleitungsabschnitt 520 zwei im Wesentlichen umlaufende rillenförmige Ausnehmungen 630-1, 630-2 auf, um welche herum zwei Teilkabel 440 des in den 7 und 8 nicht gezeigten flexiblen Kabels 130 geführt werden. Die rillenförmigen Ausnehmungen 630 können gleichzeitig als axiale Drehriegel 590, also zur axialen Sicherung dienen.
Im Folgenden wird das Verdrahtungskonzept sowie weitere Details hinsichtlich des Reifenüberwachungssystems 100 näher beschrieben. So zeigt 9 eine perspektivische Darstellung des Reifenüberwachungssystems 100 in einem frühen Herstellungsprozess. Das erste Modul 110-1 umfasst zu diesem Zeitpunkt im Wesentlichen das Zuleitungsbauteil 180 sowie ein Distanzbauteil 640, welches Teil einer Vorspannstruktur 650 ist. Die Vorspannung kann hier durch den Abstand bewirkt werden. Die Vorspannstruktur 650 kann beispielsweise durch einen Sockel oder eine andere entsprechende Struktur sowie ein Schraubelement 770 gebildet werden oder diese umfassen, die die Leiterplatte 260 mit dem diskreten Bauteil 150 gegen die Dichtung 210 mit ihrer Dichtlippe 220 drücken kann, die jedoch in 9 nicht dargestellt sind. Indem gerade der Abstand des Bauteils 150 zu dem Zuleitungsbauteil 180 so bemessen ist, dass die Dichtung 210 in der gewünschten Art und Weise gegen das Bauteil 150 drückt, kann so die Vorspannung der Dichtung 210 erreicht werden. Durch die oben beschriebene Ausgestaltung der Dichtung 210 und ihrer Dichtlippe 220 kann es hier gegebenenfalls möglich sein, eine Belastung des Bauteils 150 und seiner Zuleitungen zu begrenzen, und dennoch unempfindlich auch gegen größere Toleranzen hinsichtlich des Abstandes zu sein. Über die Vorspannstruktur 650 kann so beispielsweise ein minimaler Abstand zwischen den relevanten Bauteilen, beispielsweise der Messingbuchse, und der Dichtungskammer eingestellt werden. Dieser kann beispielsweise mittels Biegebalkenrechnung ermittelt werden. Das zweite Modul 110-2 umfasst ebenfalls zwei Distanzbauteile 640-1, 640-2.
Die späteren Gehäuse 400 der beiden Module 110-1, 110-2 werden die Vorspannstrukturen 650 umfassen. Die Vorspannstrukturen 650 sind dann in der Lage bzw. dazu ausgebildet, eine Kraft auf die Leiterplatten auszuüben, sodass die Dichtung 210 über die mechanische Befestigung des diskreten Bauteils 150 auf der Leiterplatte 260 gegen das Zuleitungsbauteil 180 vorspannbar ist. Die Vorspannstrukturen 650 können zu diesem Zweck beispielsweise neben den bereits erwähnten Distanzbauteilen 640 auch jeweils ein oder mehrere Schraubelemente umfassen. Die jeweiligen Distanzbauteile 640 sind hierbei ausgebildet, um für die Leiterplatte 260 einen Anschlag zu bilden. Die Schraubelemente und die Distanzbauteile 640 sind zusammen ausgebildet, um die Leiterplatte 260 so gegen die Distanzbauteile 640 zu drücken, dass die Dichtung 210 vorgespannt ist. Die Schraubelemente können beispielsweise Schrauben oder auch komplexer ausgeformte Elemente umfassen. Ein solches Schraubelement kann also beispielsweise ein Außengewinde umfassen, das mit einem entsprechenden Innengewinde in Eingriff steht. Selbstverständlich kann ein solches Schraubelement jedoch auch ein Innengewinde aufweisen, also beispielsweise als Mutter ausgebildet sein.
Die beiden Module 110-1, 110-2 sind darüber hinaus über das flexible Kabel 130 miteinander verbunden, welches genau zwei Teilkabel 440-1, 440-2 umfasst. Die Teilkabel 440 sind hierbei mit Kontaktstrukturen 660 verschweißt, wobei es sich bei den Kontaktstrukturen 660 um Press-Fit-Kontakte handelt, die im Wesentlichen L-förmig ausgestaltet sind und an einer den Schweißpunkten abgewandten Seite federnd ausgestaltet sind, um so beispielsweise in elektrisch leitfähige Bohrungen eingeführt zu werden, über die die Leiterplatte 260 mit den betreffenden Teilkabeln 440 so elektrisch koppelbar ist.
Darüber hinaus illustriert 9 das Vorhandensein des gebogenen Verlaufs 470, die ebenfalls in den späteren Gehäusen 400 angeordnet sind und so die Zugentlastung realisieren. Hierbei verlaufen die Teilkabel 440 im Bereich des ersten Moduls 110-1 in den Ausnehmungen 630 des Zuleitungsbauteils 180.
In dem ersten Modul 110-1 weist das Zuleitungsbauteil 180 die bereits zuvor erwähnten Ausnehmungen 630 auf. Hier sind zwei rillenförmige Ausnehmungen 630 in die äußere Form des auch als Ventilverlängerung bezeichneten Zuleitungsbauteils 180 eingebracht worden, in denen die Teilkabel 440 geführt werden. Hierdurch kann es möglich sein, scharfe Kanten im Bereich der Teilkabel 440 zu vermeiden und so Kurzschlüsse zwischen diesen und dem Zuleitungsbauteil 180 ebenso zu vermeiden.
9 zeigt so das Arrangement der betreffenden Komponenten im Rahmen eines ersten Produktionsprozesses, bevor die Vorform (Premold), welche das erste Teilgehäuse 350-1 bildet, geformt wird. Hier werden in die entsprechenden Werkzeuge das flexible Kabel 130, das Zuleitungsbauteil 180 bzw. die Ventilverlängerung sowie die auch als Gewindeeinlagen bezeichneten Distanzbauteile 640 in das entsprechende Werkzeug eingelegt. Nach dem ersten Herstellungsprozess, bei dem die Vorform bzw. das erste Teilgehäuse 350-1 der beiden Module 110 jeweils geformt wird, liegt die in 10 dargestellte Situation vor. So zeigt 10 eine perspektivische Darstellung des Reifenüberwachungssystems 100 mit den beiden Modulen 110. In den vergossenen Bereichen weist hierbei das Kabel 130 bzw. seine Teilkabel 440 die bereits zuvor beschriebenen gebogenen Verläufe auf, die sich jeweils um wenigstens 90° erstrecken. Mithilfe dieser gebogenen Bereiche kann eine Zugentlastung der Schweißpunkte und der Kontaktstrukturen 660 erzielt werden, sodass diese selbst bei einem Zug an dem Kabel 130 im Rahmen der Anwendung nicht direkt und unmittelbar belastet werden.
Wie bereits im Zusammenhang mit 5 erläutert wurde, weisen hierbei die ersten Teilgehäuse 350 jeweils in einem Kabelzuführungsabschnitt 430 die Abdichtungsstruktur 380 auf. Diese wird auch als Labyrinthdesign in der Vorform bezeichnet. So illustriert 10 nicht nur die Führung und Position des Kabels 130 bzw. seiner Teilkabel 440, sondern ebenso das Zugentlastungskonzept der Vorform bzw. des ersten Teilgehäuses 350-1.
11 zeigt eine vergrößerte Darstellung der Abdichtungsstruktur 380 im Bereich des Kabelzuführungsabschnitts 430, durch den das Kabel 130 in das erste Teilgehäuse 350-1 eingeführt wird. Die Abdichtungsstruktur 380 weist hierbei eine Mehrzahl von Erhebungen bzw. Vertiefungen auf, die hintereinander angeordnet und in der vorliegenden Ausgestaltung asymmetrisch ausgeformt sind. Hierbei weisen sie an einer einem Außenraum 420 zugewandten Seite steilere Flanken als an einer dem Außenraum 420 bzw. der späteren Ausnehmung 360 zugewandten Seite auf. Entlang der in 11 eingezeichneten Richtung 410, welche in das Modul 100-1 dem Kabel 130 folgend hineinführt, weist die Abdichtungsstruktur 380 so mehrere hintereinander angeordnete sanft abfallende Vertiefungen und entsprechend eine an diese ansteigende deutlich steilere Erhebung auf. Darüber hinaus illustriert 11 auch das Vorhandensein einer Öffnung 670, welche beispielsweise zur leichteren Führung bzw. Stabilisierung des Kabels 130 im Werkzeug während des Formens des ersten Teilgehäuses 350-1 vorliegt.
In einem weiteren Produktionsprozess wird nun, wie dies in der perspektivischen Darstellung der 12 auch zu sehen ist, das Reifenüberwachungssystem 100 mit seinen beiden Modulen 110-1, 110-2 und dem flexiblen Kabel 130 zumindest teilweise erneut umspritzt, um so das zweite Teilgehäuse 350-2 zu bilden, das die entsprechende Gegenabdichtungsstruktur 390 umfasst, die mit der Abdichtungsstruktur 380 in Eingriff steht. Hierdurch wird so wenigstens teilweise eine äußere Form der betreffenden Module 110 und so des Sensors erzielt. Darüber hinaus kann so auf die einzelnen Komponenten der Vorformen (erste Teilgehäuse 350-1) gepackt werden.
Hierbei zeigt 12 die Situation, bei der die Kontaktstrukturen 660, also die Press-Fit-Kontakte mit den Enden der Teilkabel 440 verschweißt sind und ein paar Millimeter in die Ausnehmung 360 hineinragen, die die beiden Teilgehäuse 350-1, 350-2 zusammen bilden, und über die der elektrische Kontakt zu den Leiterplatten 260 der beiden Module 110-1, 110-2 geschaffen wird. In einem nächsten Prozess wird auf die Rückseite der nunmehr teilweise fertiggestellten Gehäuse 400, also in die Ausnehmungen 360 die Leiterplatte 260 gepresst, bis diese in mechanischem Kontakt mit den Distanzbauteilen 640 tritt, die aufgrund ihrer hier gezeigten Ausgestaltung auch als Gewindeeinsätze, Distanzstücke, Sockel oder Hülsen bezeichnet werden. Diese bilden so einen entsprechenden Anschlag. Während dieses Einpressprozesses werden die Kontaktstrukturen 660 auch elektrisch mit den Leiterplatten 260 im Rahmen eines Kaltverschweißungsprozesses verbunden. Anschließend können, wie dies nachfolgend noch dargestellt wird, die Leiterplatten 260 zusätzlich befestigt und vorgespannt werden, indem entsprechende Schraubelemente in die Distanzstücke 640 eingedreht werden und die Gehäuse 400 mit ihren Vergussmassen 370, also genauer gesagt die Ausnehmungen 360 durch die Vergussmassen 370 vergossen werden. Hierbei kann grundsätzlich jede Vergussmasse 370 zum Einsatz kommen.
Im Hinblick auf die Materialien der ersten und zweiten Teilgehäuse 350-1, 350-2 kann es ratsam sein, solche zu verwenden, die einen vergleichbaren Temperaturausdehnungskoeffizienten aufweisen. So können diese Materialien Differenzen hinsichtlich ihrer Temperaturausdehnungskoeffizienten aufweisen, die höchstens 10 % des betragsmäßig größten Wertes der betreffenden Ausdehnungskoeffizienten betragen. Im Idealfall können die Differenzen auch kleiner, beispielsweise höchstens 5 %, höchstens 2 % oder höchstens 1 % sein. So können die Teilgehäuse 350-1, 350-2 beispielsweise im Wesentlichen aus dem gleichen Material und somit im Wesentlichen identische Temperaturausdehnungskoeffizienten aufweisen. Als Material zum Umspritzen kann beispielsweise Polybutylenterephthalat (PBT), ein anderes entsprechendes Thermoplast oder auch ein anderes Polymer verwendet werden.
Das Zuleitungsbauteil 180 ist so in einem zweistufigen Prozess hintereinander umspritzt worden und so in das spätere Gehäuse 400 des ersten Moduls 110-1 integriert worden. Dieses Gehäuse stellt die richtige Position des diskreten Bauteils 150, bei dem es sich beispielsweise um einen Drucksensor handeln kann, der auf Basis der SMD-Technik (SMD = Surface Mounted Device = auf der Oberfläche befestigtes Bauteil) im Verhältnis zu der Öffnung 200 in dem Zuleitungsbauteil 180. Aus diesem Grund kann beispielsweise eine Leiterplatte 260 implementiert werden, die die nachfolgend erklärten Designmerkmale wenigstens teilweise implementieren kann.
13 zeigt eine vereinfachte perspektivische Aufsicht auf eine Leiterplatte 260 für das erste Modul 110-1. Auf dieser ist in SMD-Technik ein diskretes Bauteil 150 aufgebracht, welches ausgebildet ist, um die physikalische Größe bezogen auf den Reifen zu erfassen. Zu diesem Zweck weist das diskrete Bauteil 150 auf einer Oberfläche 160 den Detektionsbereich 170 auf, der beispielsweise durch eine Öffnung in einem Gehäuse des diskreten Bauteils 150 gebildet sein kann. So kann das diskrete Bauteil 150 beispielsweise als integrierte Schaltung in dem vorgenannten Gehäuse ausgeführt sein.
Anders ausgedrückt wird auf die Leiterplatte 260 des Ventilmoduls 110-1 beispielsweise ein in SMD-Technologie gefertigter Drucksensor als diskretes Bauteil 150 mit einem zentralen Loch oder zentralen Öffnung als Detektionsbereich 170 montiert. Ein Design einer solchen Leiterplatte 260, die in Abstimmung mit den Gehäusemerkmalen des Gehäuses 400 des betreffenden Moduls 110-1 ausgebildet ist, ist in 13 dargestellt.
Neben der bereits erwähnten SMD-Technik kann das diskrete Bauteil 150 auf der Leiterplatte 260 mechanisch mittelbar oder unmittelbar befestigt und elektrisch kontaktiert sein. Neben der SMD-Technik können auch andere Befestigungs- und Kontaktierungstechniken, beispielsweise auf Basis der sogenannten In-Line-Technik gefertigte diskrete Bauteile kontaktiert werden, bei denen der elektrische und mechanische Kontakt über Bohrungen in der Leiterplatte 260 realisiert wird. Ebenso können entsprechend gesockelte Lösungen zum Einsatz kommen. Das spätere Gehäuse 400 kann hierbei sowohl die Leiterplatte 260 wie auch die Dichtung 210, die ebenfalls im Rahmen des Einsetzens der Leiterplatte 260 in das Modul 110-1 einbringbar ist, einschließen.
Darüber hinaus weist die in 13 dargestellte Leiterplatte 260 zwei Bohrungen 680-1, 680-2 auf, die gerade so angeordnet und ausgestaltet sind, dass diese einen elektrischen Kontakt über die Kontaktstrukturen 660 also die Press-Fit-Kontakte ermöglichen. Zu diesem Zweck kann eine Mantelfläche 690 der Bohrungen 680 metallisiert, um so den elektrischen Kontakt der Kontaktstrukturen 660 zu den weiteren Komponenten der in 13 nicht gezeigten Schaltung 270 der Leiterplatte 260 zu ermöglichen. Das diskrete Bauteil 170 ist hierbei ein Teil der betreffenden Schaltung 270. Darüber hinaus weist die Leiterplatte 260 mehrere Führungsausnehmungen 700 auf, die beispielsweise auch durch Bohrungen herstellbar sind und zur Führung der Leiterplatte 260 im Inneren der Ausnehmung 360 des Gehäuses 400 vor dem Verschließen mit der Vergussmasse 370 dienen. Darüber hinaus umfasst die Leiterplatte 260 eine Bohrung 710 für die Schraubelemente der späteren Vorspannstruktur 650.
Im Hinblick der Erhöhung der Betriebssicherheit bzw. der Robustheit der Module 110 gegenüber einem Feuchtigkeits- oder Staubeintritt kann darüber hinaus die Leiterplatte 260 auch so ausgestaltet sein, dass diese um die Kontaktstellen 720, die die Bohrungen 680 bzw. die elektrisch leitfähig beschichteten Mantelflächen 690 derselben bilden, in einer entsprechenden Umgebung zumindest an der Oberfläche der Leiterplatte 260 keine elektrisch leitfähigen Strukturen aufweist, die mit den Kontaktstellen 720 unmittelbar elektrisch leitfähig verbunden sind. Sollte also selbst entlang des Kabels 130 und entlang der Teilkabel 440 Feuchtigkeit oder andere Verunreinigungen in das Innere des Gehäuses 400 des betreffenden Moduls 110 gelangen, kann so ein elektrischer Kurzschluss gegebenenfalls verhindert, zumindest jedoch unwahrscheinlicher gemacht werden.
Ein solches Modul 110, bei dem es sich sowohl um das erste Modul 110-1 wie auch das zweite Modul 110-2 handeln kann, kann also ferner ein Kabel umfassen, welches wenigstens ein zum Führen eines Signals vorgesehenes Teilkabel umfasst, das mit der Leiterplatte 260 an einer Kontaktstelle 720 der Leiterplatte 260 elektrisch an einer Oberfläche derselben mit dieser mittelbar oder unmittelbar verbunden ist. Die Leiterplatte 260 weist in einem solchen Fall in einer Umgebung 730 der Kontaktstelle 720 an der Oberfläche der Leiterplatte 260 keine nicht unmittelbar mit der Kontaktstelle 720 elektrisch verbundene, elektrisch leitfähige Struktur auf. Eine Struktur, die unmittelbar mit der Kontaktstelle verbunden ist, kann beispielsweise eine solche sein, die auch im Falle eines Stromflusses im Rahmen der spezifizierten Parameter des betreffenden Moduls im Wesentlichen nicht zu einem Spannungsabfall entlang der Struktur führt. Anders ausgedrückt weist eine solche Struktur einen im Vergleich zu anderen Komponenten kleinen elektrischen Widerstand von beispielsweise höchstens 20%, höchstens 10%, höchstens 5% oder höchstens 2% des Gesamtwiderstands des Bauteils bezogen auf einen Stromfluss zu einem Referenzpotenzial auf, also beispielsweise Masse. Es kann sich so beispielsweise um eine Zuleitungsstruktur für einen Strom oder eine Spannung handeln, also beispielsweise ein Via oder eine andere Zuleitung, wie etwa eine Leiterbahn.
Je nach konkreter Implementierung kann sich die Umgebung 730 um die Kontaktstelle 720 auf einer Hauptoberfläche 740 der Leiterplatte 260 beispielsweise wenigstens 1 mm in alle Richtungen über die Kontaktstelle 720 hinaus erstrecken. Bei anderen Ausführungsbeispielen können dies auch wenigstens 2 mm, wenigstens 3 mm, wenigstens 4 mm, wenigstens 5 mm oder wenigstens 6 mm sein.
Um eine Gefahr von Kurzschlüssen weiter zu reduzieren, kann die Leiterplatte nicht nur an der Oberfläche derselben in der Umgebung 730 der Kontaktstelle der Leiterplatte 260 keine nicht unmittelbar mit der Kontaktstelle 720 elektrisch verbundene, elektrisch leitfähige Struktur aufweisen, sondern die gesamte Leiterplatte kann keine entsprechende mit der Kontaktstelle 720 elektrisch verbundene, elektrisch leitfähige Struktur aufweisen.
Bei der Leiterplatte 260 handelt es sich hierbei im Wesentlichen um eine plattenförmige Struktur, die entlang einer ersten Richtung und entlang einer zweiten Richtung, die senkrecht auf der ersten Richtung steht, Erstreckungen aufweist, die deutlich größer sind als eine Erstreckung entlang einer dritten Richtung, die sowohl auf der ersten wie auch auf der zweiten Richtung senkrecht steht. Diese dritte Richtung wird auch als Dicke der Leiterplatte 260 bezeichnet und kann beispielsweise wenigstens ein Fünffaches, wenigstens ein Zehnfaches oder wenigstens ein Zwanzigfaches einer größten Erstreckung entlang der ersten oder zweiten Richtung entsprechen. Die Hauptoberfläche 740 ist hierbei die Fläche, die parallel zu der ersten und zweiten Richtung sich erstreckt.
Die Leiterplatte 260 weist so in dem gezeigten Ausführungsbeispiel drei Führungsausnehmungen 700 zur vertikalen Positionierung der Leiterplatte 260 in den Ausnehmungen 360 des Gehäuses 400 auf. Durch die bereits beschriebenen Distanzbauteile 640 bzw. Gewindeeinsätze können die Leiterplatte 260 und das diskrete Bauteil 150 horizontal positioniert werden. Durch die Kontaktstrukturen 660, also beispielsweise die Press-Fit-Kontakte, können elektrische Verbindungen der Teilkabel 440 und gegebenenfalls auch eine mechanische Stabilisierung erreichbar sein.
14 zeigt eine perspektivische Darstellung des ersten Moduls 110-1 vor dem Einsetzen der Leiterplatte 260. Hierbei ist zur Vereinfachung der Darstellung das Kabel 130 nicht dargestellt. So zeigt 14 einen Blick in die Ausnehmung 360, die durch das erste und zweite Teilgehäuse 350-1, 350-2 des Gehäuses 400 gebildet wird. Das zweite Teilgehäuse 350-2 bildet hierbei Führungsstrukturen 750, welche mit den in 13 gezeigten Führungsausnehmungen 700 derart zusammenwirken, dass die zuvor beschriebene vertikale Führung der Leiterplatte 260 durch diese ermöglicht bzw. gewährleistet wird.
Ebenso zeigt 14 das Distanzbauteil 640 der Vorspannstruktur 650 sowie den Dichtungssitz 600 um die Bohrung 200, welche zu dem in 14 nicht gezeigten Kanal des Zuleitungsbauteils 180 führt. Darüber hinaus sind in 14 wiederum die als Press-Fit-Kontakte ausgestalteten Kontaktstrukturen 660 zu sehen. 14 zeigt so das Ventilmodul (erstes Modul 110-1) bzw. sein Gehäuse 400 ohne die zuvor im Zusammenhang mit 13 beschriebene Hardware sowie die Dichtung 210.
Bevor nun die Leiterplatte 260 eingesetzt wird, wird zunächst die Dichtung 210 in den Dichtungssitz 600 eingelegt. Dies ist in der perspektivischen Darstellung der 15 illustriert.
15 zeigt so eine perspektivische Darstellung des Zuleitungsbauteils 180 mit dem Dichtungssitz 600, in dem die Dichtung 210 eingesetzt ist. Die Dichtung 210 weist hierbei eine Dichtlippe 220 auf, die ausgebildet ist, um den Detektionsbereich 170 (nicht gezeigt in 15) zu schließen, sodass die Dichtung einen Dichtraum 230 bildet, der den Detektionsbereich 170 umfasst und durch die Dichtung 210 von einem Außenraum 240 getrennt ist.
Die Dichtlippe 220 weist hierbei eine Dichtkante 760 auf, die ausgebildet ist, um mit der Oberfläche 160 des diskreten Bauteils 150 in Kontakt zu stehen. Die Dichtlippe weist hierbei ausgehend von der Dichtkante 760 eine Außenkante eines Querschnitts auf, die ausgehend von einem unbelasteten Zustand der Dichtung 210 größer wird, wenn die Dichtung für einen Druck des gasförmigen Mediums ausgebildet ist, der größer als ein Druck in dem Außenraum ist. Ist hingegen die Dichtung 210 für einen Druck des gasförmigen Mediums ausgebildet, der kleiner ist als der Druck in dem Außenraum, kann die Dichtlippe ausgehend von der Dichtkante 760 eine Außenkante des Querschnitts aufweisen, die ausgehend von einem unbelasteten Zustand der Dichtung 210 kleiner wird. Hierdurch kann je nachdem welche Druckverhältnisse vorliegen eine zusätzliche abdichtende Wirkung durch die herrschenden Druckverhältnisse erzielt werden, indem die Dichtung durch die aufgrund des auf sie einwirkenden Drucks zusätzlich komprimiert wird.
Die Dichtung 210 unterscheidet sich so in ganz erheblicher Art und Weise von üblichen Dichtungen, beispielsweise einer O-Ringdichtung. Eine Dichtung 210, wie sie hier zum Einsatz kommt, kann so beispielsweise einen größeren Toleranzausgleich ermöglichen und so gegebenenfalls zu einer Verminderung der Vorspannung bzw. der mechanischen Beanspruchung (engl. Stress) auf die Zuleitungen des Drucksensors (diskretes Bauteil 150) ermöglichen. Anders ausgedrückt kann so durch die von der Dichtlippe 220 auf die elektrischen Zuleitungen des diskreten Bauteils 150 ausgeübten Kräfte reduziert werden. Im Unterschied beispielsweise zu einer O-Ringdichtung kann so durch einen Hinterschnitt oder eine Hinterschneidung der Dichtlippe 220 eine Verbesserung eines Kompromisses hinsichtlich einer Reduzierung der auftretenden Kräfte und einer Vergrößerung des Toleranzbereichs erzielbar sein. So kann beispielsweise durch eine unter einem von 90° abweichenden Winkel angeordnete Dichtlippe 220 ein größerer Ausgleichsbereich oder Toleranzbereich erzielbar sein. Je nach konkreter Implementierung kann es hierbei ratsam sein, eine Vorspannung vorzusehen, die beispielsweise auf eine Geometrie der Dichtlippe 220 in einem im Wesentlichen unbelasteten Zustand und/oder auf eine Deformation der Dichtlippe 220 zurückzuführen ist. Hierdurch kann die Dichtlippe 220 beispielsweise mit dem diskreten Bauteil 150 in Kontakt stehen. Dies kann dadurch erfolgen, dass sich die Dichtlippe 220 mit steigendem bzw. fallendem (Luft-)Druck weiter nach außen bzw. innen bewegt und sich somit nach oben hin, senkrecht zu der Oberfläche des diskreten Bauteils 150 anstellt. Somit kann beispielsweise ohne eine große Vorspannung durch die Geometrische Auslegung ein größerer Dichtspalt, der sich durch Toleranzen ergeben kann, ausgeglichen werden. Der Einsatz einer beispielsweise V-förmigen Dichtlippe 220 kann so gegebenenfalls den mechanischen Stress (Belastung) auf den eigentlichen Sensor verringern.
Ebenso kann es jedoch auch möglich sein, dass die Dichtlippe 220 in einem drucklosen bzw. unbelasteten Zustand bezogen auf das diskrete Bauteil 150 mit diesem einen Dichtspalt aufweist, also beispielsweise ohne Vorspannung in diesem Zustand eingebaut werden kann.
16 zeigt eine perspektivische Darstellung des Reifenüberwachungssystems 100 mit dem ersten Modul 110-1 und dem zweiten Modul 110-2 nach einem weiteren Herstellungsprozess. Im Rahmen dieses ist die Dichtung 210 in den Dichtungssitz 600 des Zuleitungsbauteils 180 eingesetzt worden sowie die Leiterplatten 260 der beiden Module 110-1, 110-2 in die entsprechenden Ausnehmungen 360 eingesetzt worden.
16 zeigt hierbei, dass die Vorspannstruktur 650 die bereits zuvor erwähnten Schraubelemente 770 umfasst, mit deren Hilfe die Leiterplatte 260 und dem Gewinde in dem Distanzbauteil 640 (nicht gezeigt in 16) gegen das Distanzbauteil 640 gedrückt wird und so die Dichtung 210 (ebenso in 16 nicht gezeigt) gepresst wird. Hierüber kann eine Vorspannung auf die Dichtung 210 gegeben werden, die in unmittelbarem Kontakt mit der Oberfläche 160 des diskreten Bauteils 150 steht.
Auch im Hinblick auf das zweite Modul 110-2 ist die Leiterplatte 260 über entsprechende Schraubelemente 770 gegen die betreffenden Distanzbauteile 640 gepresst, die jedoch in der Darstellung der 16 nicht dargestellt sind. Die Distanzbauteile 640 weisen auch hier wieder eine Fläche auf, gegen die Leiterplatte 260 über die Schraubelemente 770 gepresst wird. Die Distanzbauteile 640 weisen hierbei ein Innengewinde auf, in das ein entsprechendes Außengewinde der Schraubelemente 770 eingreift. Die Schraubelemente 770 können beispielsweise eine weitere Fläche oder Anschlagsfläche aufweisen, gegen die die Leiterplatte 260 an einer dem Distanzbauteil 640 abgewandten Seite gepresst wird. Die Schraubelemente 770 können so beispielsweise einen gewindefreien, zylindrischen Abschnitt aufweisen, der durch die entsprechenden Bohrungen der Leiterplatte 260 hindurchgreift und zwischen dem Außengewinde und der Anschlagsfläche angeordnet ist, gegen die die Leiterplatte durch das Anziehen der Schraubelemente 770 gepresst wird. An die dem Außengewinde abgewandten Seite der Anpressfläche schließt sich – gegebenenfalls hinter einem optionalen Übergangsbereich – ein Außensechskant an, der beispielsweise zur Montage der Schraubelemente 770 dienen kann. Selbstverständlich können die Schraubelemente 770 auch anders ausgeführt werden, beispielsweise in Form einfacher Schrauben oder anderer Ausgestaltungen.
Die Schraubelemente 770 können darüber hinaus auch als oder als Teil des Abstandshalters 280 dienen. Die hier in 16 gezeigten Schraubelemente 770 weisen aus diesem Grund eine Bohrung 780 mit einem Innengewinde auf, in die eine Schraube, beispielsweise zur Montage des Moduls 110-2 an dem Befestigungsbauteil 250, einbringbar ist. Der Abstandshalter 280 weist so eine Auflagefläche auf, auf der die Leiterplatte 260 im montierten Zustand ruht. Er umfasst ferner das Schraubelement 770, das die Leiterplatte 260 an einer der Auflagefläche abgewandten Seite fixiert.
Im Hinblick auf das zweite Modul 110-2 können die Distanzbauteile 640 (nicht gezeigt in 16) beispielsweise auch ein Außengewinde aufweisen, welches durch entsprechende Bohrungen der Leiterplatte 260 hindurch greift. Über diese kann wenigstens ein Abstandshalter 280, der beispielsweise eine sechseckige Außenkontur aufweist, mit der Leiterplatte 260 mechanisch verbunden werden, sodass dieser, wie im Zusammenhang mit 4 bereits erläutert wurde, mechanische Schwingungen von einem Befestigungsbauteil 250 auf die Leiterplatte 260 übertragen kann. Der Abstandshalter 280 kann mit dem in 16 nicht gezeigten Befestigungsbauteil mechanisch verbunden, beispielsweise verschraubt werden. Um auch über diese Verbindung der Leiterplatte 260 mit der Umgebung ein Eindringen von Verunreinigungen, wie etwa Wasser zu erschweren, kann der wenigstens eine Abstandshalter beispielsweise von einer Vergussmasse umschlossen sein, die jedoch in 16 nicht gezeigt ist. Hierdurch kann ein Materialkontakt etabliert werden, der das beschriebene Vordringen zumindest reduzieren, wenn nicht sogar vollständig unterbinden kann. Um beispielsweise auch das Ausbilden eines Kurzschlusses durch solche Verunreinigungen, wie etwa Wasser, zu reduzieren, kann auch um eine entsprechende Befestigungsstruktur für die Montage des Abstandshalters 280, beispielsweise eine entsprechende Bohrung, ebenso eine Umgebung vorgesehen werden, wie diese im Zusammenhang mit 13 und die dort gezeigte Umgebung 730 beschrieben wurde.
Darüber hinaus zeigt die Darstellung der 16, dass das zweite Modul 110-2 eine Energiequelle 340 aufweist. Diese kann beispielsweise eine elektrochemische Energiequelle, also beispielsweise eine Batterie und/oder einen Akkumulator umfassen. Bei der Energiequelle 340 kann es sich darüber hinaus um eine Komponente 330 handeln, wie diese im Zusammenhang mit 4 bereits erläutert wurde. Genauer gesagt handelt sich bei der Energiequelle 340, wie sie in 16 gezeigt ist, um eine Knopfzelle, welche über eine elektrisch leitfähige Halterung 800 sowohl die Leiterplatte 260 und ihre Schaltung des zweiten Moduls 110-2 als auch über das Kabel 130 die Leiterplatte 260 und ihre Schaltung dieses Moduls 110-1 mit elektrischer Energie versorgt. Anders ausgedrückt wird bei einem Reifenüberwachungssystem 100, wie es in 16 dargestellt wird, das erste Modul 110-1 über das flexible Kabel 130 wenigstens teilweise mit elektrischer Energie der Energiequelle 340 des zweiten Moduls 110-2 mit elektrischer Energie versorgt.
Wie bereits zuvor mehrfach erwähnt wurde, weist bei dem hier gezeigten Ausführungsbeispiel das flexible Kabel 130 genau zwei Teilkabel 440 auf, die auch als Leitungen bezeichnet werden. Über diese sind das erste Modul 110-1 und das zweite Modul 110-2 elektrisch miteinander verbunden. Hierdurch kann nicht nur ein Verkabelungsaufwand reduziert werden, es kann vielmehr gegebenenfalls auch ein kleineres und damit gegebenenfalls mechanisch belastbares flexibles Kabel 130 zum Einsatz gebracht werden.
Aufgrund der Tatsache, dass das flexible Kabel 130 lediglich die zwei Teilkabel 440 aufweist bzw. in anderen Ausführungsbeispielen gegebenenfalls auch nur Teilkabel 440 umfasst, kann so das erste Modul 110-1 zwar fluidtechnisch mit dem mit Fluid befüllbaren oder befüllten Innenraum des Reifens verbindbar sein, das erste Modul 110-1 und das zweite Modul 110-2 sind jedoch typischerweise fluidtechnisch voneinander getrennt ausgeführt. Anders ausgedrückt kann über das flexible Kabel 130 in einem solchen Fall kein Austausch des Fluids, also beispielsweise des Gases oder Gasgemisches aus dem Innenraum des Reifens, von dem ersten Modul 110-1 zu dem zweiten Modul 110-2 erfolgen. Noch anders ausgedrückt kann das zweite Modul 110-2 fluidtechnisch von dem Innenraum des Reifens getrennt sein.
16 zeigt so also eine perspektivische Darstellung des Reifenüberwachungssystems bzw. Reifendrucküberwachungssystems und seinem Gehäuse mit der montierten Hardware.
17 zeigt eine schematische Querschnittsdarstellung durch das Modul 110-1 in einem montierten Zustand. So zeigt 17 den Zuleitungsabschnitt 620 des Zuleitungsbauteils 180 mit der Öffnung 200, welche den in 17 nicht gezeigten Kanal 190 des Zuleitungsbauteils 180 fluidtechnisch mit dem Detektionsbereich 170 des diskreten Bauteils 150 verbindet. Wie bereits zuvor erläutert wurde, ist hierbei das diskrete Bauteil 150 auf der Leiterplatte 260 elektrisch und mechanisch angeschlossen, wobei die elektrische Leiterplatte über die als Press-Fit-Kontakte ausgeführten Kontaktstrukturen 660 mit den in 17 nicht gezeigten Teilkabeln 440 elektrisch verbunden ist. Darüber hinaus zeigt 17 das Distanzbauteil 640 der Vorspannstruktur 650 sowie die dazugehörigen Schraubelemente 770, welche in ein entsprechendes Gewinde des Distanzbauteils 640 eingreifen oder auf andere Weise mit diesen in Eingriff stehen oder gebracht werden können.
Darüber hinaus zeigt 17 den Dichtungssitz 600, der im Bereich des Zuleitungsabschnitts 620 gebildet ist, und in dem die Dichtung 210 aufgenommen ist. Hierbei ist jedoch die Dichtung 210 in einem entspannten Zustand dargestellt, bei dem die Dichtkante 760 gerade nicht mit der Oberfläche 160 des diskreten Bauteils 150 in Kontakt steht. Vielmehr wird die Dichtlippe 220 während der Montage derart verformt, dass diese entgegen der Darstellung der 17 mit der Oberfläche 160 des diskreten Bauteils 150 in Kontakt steht, also von der Vorspannstruktur 650 gegen das Zuleitungsbauteil 180 gepresst wird. So bildet sich der Dichtraum 230 radial innenliegend zu der Dichtlippe 220 bezogen auf die Symmetrieachse der Dichtung 210, die im Wesentlichen mit der Bohrungsachse der Öffnung 200 bzw. der Symmetrieachse des Dichtungssitzes 600 übereinstimmt.
17 zeigt so die Schnittstelle zwischen der Hardware, also den elektronischen Komponenten des Moduls 110-1 und seinen mechanischen Komponenten.
Eine speziell ausgeformte Dichtung 210 mit einer flexiblen Dichtlippe 220 bewirkt hier die Dichtung der Schnittstelle zwischen dem auch als Ventilverlängerung bezeichneten Zuleitungsbauteils 180 und dem diskreten Bauteils 150 (SMD-Drucksensor). Die Dichtung kann dabei Toleranzen in dem Gesamtsystem kompensieren.
Aufgrund der bereits beschriebenen Ausgestaltung der äußeren Form der Querschnitte ausgehend von der Dichtungskante 760 in dem unbelasteten Zustand der Dichtung 210 kann bei einer Erhöhung des Luftdrucks, beispielsweise bei einer Montage des Moduls 110 an einen Reifen, die flexible Dichtlippe 220 sich nach außen bewegen und beispielsweise einer geringeren axialen Vorspannung den Kontaktbereich zwischen dem diskreten Bauteil 150 und seiner Oberfläche 160 und der Dichtung 210 verstärken und vergrößern.
Die axiale Vorspannung der Dichtung 210 kann hierbei über den Abstand zwischen der oberen Oberfläche 160 des diskreten Bauteils 150 und dem Grund des Dichtraums 230 bestimmt werden. Während des Montageprozesses wird hierbei die Leiterplatte solange in das Gehäuse 400 gepresst, bis die Leiterplatte 260 in Kontakt mit dem Distanzbauteil 640, also dem Gewindeeinsatz des Gehäuses 400 steht. Als Folge kann so eine nominelle Dichtungsvorspannung durch das Gehäuse 400 bzw. seine Geometrie definiert werden. Genauer gesagt definiert hierbei die Vorspannung eine Distanz zwischen dem Dichtungskammerboden und dem Kontaktbereich des Distanzbauteils 640. Weiteren Einfluss hat das diskrete Bauteil 150 hinsichtlich seiner Höhe und die Ausgestaltung der Dichtung 210.
Neben dem diskreten Bauteil 150 wird zusätzlich mithilfe des Schraubelements 770 die Leiterplatte 260 befestigt, sodass thermische und mechanische Einflüsse, die sich auf die Dichtung beziehen, reduziert, gegebenenfalls sogar minimiert werden können. Wie nachfolgend noch beschrieben werden wird, kann durch eine entsprechende Vergussmasse, beispielsweise eine Polyurethanvergussmasse der Elektroindustrie (PU = Polyurethan) verwendet werden, um eine zusätzliche Abdichtung zu erzielen und die Hardware, also die elektronischen Komponenten gegenüber der Umgebung abzuschirmen. Die Vergussmasse 370 kann so verwendet werden, um die Ausnehmung 360, in der die Leiterplatte 260 angeordnet ist, zu verschließen.
18 zeigt eine perspektivische Darstellung des Reifenüberwachungssystems 100 nach einem weiteren Prozessschritt, im Rahmen dessen die Ausnehmung 360 mit der Vergussmasse 370 verschlossen ist. In 18 sind diese jedoch aufgrund der dort gezeigten Perspektive bei keinem der Module 110 ersichtlich. 18 zeigt so das Reifenüberwachungssystem 100 nach einem weiteren Vergussprozess des Kabels 130 und dem Verschließen der Ausnehmung 360 (nicht mehr gezeigt in 18) durch die Vergussmassen 370 (nicht gezeigt in 18) der beiden Module 110-1, 110-2.
Die Gehäuse 400, so wie sie in 18 dargestellt sind, sind so zwar nicht einstückig ausgebildet, jedoch einteilig gefertigt. Unter einer einstückig ausgebildeten Komponente wird eine solche verstanden, die genau aus einem zusammenhängenden Materialstück gefertigt ist. Unter einer einteilig gefertigten, bereitgestellten oder hergestellten Komponente oder Struktur oder einer integral mit wenigstens einer weiteren Komponente oder Struktur gefertigten, bereitgestellten oder hergestellten Komponente oder Struktur wird eine solche verstanden, die ohne eine Zerstörung oder Beschädigung einer der wenigstens zwei beteiligten Komponenten nicht von der wenigstens einen weiteren Komponente getrennt werden kann. Ein einstückiges Bauteil stellt so auch wenigstens ein integral mit einer anderen Struktur des betreffenden Bauteils gefertigtes oder einteiliges Bauteil dar.
Andere Gehäuse 400 können natürlich gegebenenfalls einstückig ausgeführt werden.
19 zeigt eine perspektivische Darstellung des Reifenüberwachungssystems 100, nachdem an das zweite Modul 110-2 ferner das Befestigungsbauteil 250 mit dem Gehäuse 400 des zweiten Moduls 110-2 verbunden wurde. 20 zeigt eine 19 entsprechende perspektivische Darstellung, bei der jedoch das Reifenüberwachungssystem 100 von einer Rückseite im Vergleich zu der Darstellung der 19 gezeigt wird. Wie bereits zuvor erläutert wurde, ist hierbei das Befestigungsbauteil 250 blechartig ausgestaltet und wird mit dem Gehäuse 400 des zweiten Moduls 110-2 über wenigstens eine Schraube, genauer gesagt bei dem hier gezeigten Ausführungsbeispiel mithilfe zweier Schrauben 810 über die in den 19 und 20 nicht mehr erkennbaren Abstandshalter verschraubt. Anders ausgedrückt ist bei dem hier beschriebenen Modul 110-2 der wenigstens eine Abstandshalter 280 mit dem Befestigungsbauteil verschraubt.
Um das Befestigungsbauteil 250 beispielsweise mit den Radbolzen, die auch zur Fixierung der Felge verwendet werden, mit der Felge mechanisch zu verbinden, weist dieses hier zwei Bohrungen 820 auf, welche gerade so ausgelegt sind, dass die entsprechenden Radbolzen durch diese hindurch passen, sodass mithilfe entsprechender Muttern das zweite Modul 110-2 mit zwei benachbart angeordneten Bolzen beispielsweise des Radträgers mit der Felge mechanisch über entsprechende Muttern verbunden bzw. mechanisch gekoppelt werden können.
Bei einem Reifenüberwachungssystem 100, wie es in den 19 und 20 beispielsweise gezeigt ist, kann so das zweite Modul 110-2 an einer Felge befestigbar sein, wobei die Felge zusammen mit dem Reifen wenigstens teilweise ein Rad eines Fahrzeugs bildet.
Bei dem so implementierten Reifenüberwachungssystem 100 können so unterschiedliche Designmerkmale zum Schutz der Hardware gegen Feuchtigkeit, Wasser und ähnliche Umwelteinflüsse und -bedingungen implementiert werden. So können beispielsweise lange Vergussdistanzen der Kabelhülsen, also der Kabelzuführungsabschnitte 430, entsprechende flexible Kabel 130 und ein Vergießen der hervorstehenden Kontaktstrukturen 660 zur Vermeidung von Korrosion der Komponenten der Leiterplatte 260 neben den Kontaktstrukturen 660 implementiert werden. Ebenso können die Abdichtungsstrukturen und Gegenabdichtungsstrukturen 380, 390, beispielsweise in dem gezeigten Labyrinthdesign, im Rahmen der Vorform (erstes Teilgehäuse 350-1) und entsprechend in dem zweiten Teilgehäuse 350-2 implementiert werden, um einen Wassereintrag zwischen den beiden Teilgehäusen 350-1, 350-2, also der Vorform und der abschließenden Spritzgießform zu vermeiden. Darüber hinaus kann mithilfe der Vergussmasse 370 die Leiterplatte 260 mit nur wenigen Kontaktpunkten an dem Gehäuse 400 befestigt werden, beispielsweise über die Distanzbauteile 640 (Gewindeeinsätze), Schrauben und die als Press-Fit-Kontakte ausgeführten Kontaktstrukturen 660.
Die 21a, 21b und 21c zeigen perspektivische Darstellungen von Reifenüberwachungssystemen 100, bei denen beispielsweise unterschiedliche Längen der flexiblen Kabel 130 implementiert sind. Darüber hinaus können sich die Zuleitungsbauteile 180 hinsichtlich ihrer geometrischen Ausgestaltung voneinander unterscheiden. Ebenso können die Bohrungen 820 der Befestigungsbauteile 250 unterschiedlich hinsichtlich ihrer Durchmesser und Anordnungen, beispielsweise ihrer Abstände voneinander ausgeschaltet sein, um so unterschiedliche, typische Felgen von Lastkraftfahrzeugen und anderen Fahrzeugen abdecken zu können. Hierbei entspricht die in 21c dargestellte Version im Wesentlichen der zuvor beschriebenen Version eines Reifenüberwachungssystems 100. Die 21a und 21b zeigen weitere Ausführungsbeispiele eines Reifenüberwachungssystems 100. Selbstverständlich können neben den offensichtlichen Änderungen auch andere, tiefer liegende Änderungen bei unterschiedlichen Reifenüberwachungssystemen 100 implementiert werden. So können beispielsweise unterschiedliche Dichtungskonzepte, unterschiedliche physikalische Größen oder ähnliche Parameter, welche nicht auf den ersten Blick offensichtlich sind, implementiert werden. So können gegebenenfalls die zweiten Module 110-2 bei unterschiedlichen Ausführungsbeispielen einmal ausgebildet sein, um das mechanische Vibrationsverhalten der Felge bzw. des zugehörigen Rades zu erfassen, während bei anderen Reifenüberwachungssystemen 100 das betreffende Modul 110-2 hierzu gerade nicht in der Lage ist.
Wie die vorangegangene Erörterung jedoch gezeigt hat, ermöglicht das hier vorgestellte Sensordesign und die hierzu verwendeten Werkzeuge eine Abwandlung der betreffenden Reifenüberwachungssysteme 100 hinsichtlich Kabellängen und anderer eher mechanisch orientierter Parameter, ohne dass hierfür größere Anstrengung oder zusätzliche Werkzeugkosten anfallen müssen. Das beschriebene System kann so kostengünstig verwendet werden, um unterschiedliche Reifenüberwachungssysteme 100 gemäß einem Ausführungsbeispiel bereitzustellen, mit dessen Hilfe unterschiedliche Reifentypen hergestellt werden können. Die 21a, 21b und 21c illustrieren so einige mögliche Varianten eines Reifenüberwachungssystems 100.
Durch den Einsatz eines Moduls 110 zum Erfassen eines Vibrationsverhaltens einer mechanischen Komponente kann es möglich sein, einen Kompromiss hinsichtlich einer leichten Integrierbarkeit, einer leichten Herstellbarkeit, Robustheit, Zuverlässigkeit und Genauigkeit des Erfassens des Vibrationsverhaltens zu verbessern. Durch den Einsatz eines Reifenüberwachungssystems und/oder eines Verfahren zum Überwachen eines Reifens kann es möglich sein, einen Kompromiss hinsichtlich Integration, Herstellbarkeit, Robustheit und Genauigkeit der Überwachung eines Reifens zu verbessern. Durch den Einsatz eines Moduls zum Erfassen einer physikalischen Größe eines gasförmigen Mediums kann es möglich sein, einen Kompromiss hinsichtlich einer leichten Integrierbarkeit, einer leichten Herstellbarkeit, einer Robustheit, einer Zuverlässigkeit und einer Genauigkeit eines Moduls zum Erfassen einer physikalischen Größe zu verbessern. Auch kann es möglich sein, ein Modul 110 zu schaffen, welches eine Verbesserung eines Kompromisses hinsichtlich einer leichten Integrierbarkeit, einer leichten Herstellbarkeit, einer Widerstandsfähigkeit bzw. Robustheit, einer Zuverlässigkeit und einer Genauigkeit einer in dem Modul 110 implementierten Schaltung ermöglicht.
Obwohl manche Aspekte im Zusammenhang mit einer Vorrichtung beschrieben wurden, versteht es sich, dass diese Aspekte auch eine Beschreibung des entsprechenden Verfahrens darstellen, sodass ein Block oder ein Bauelement einer Vorrichtung auch als ein entsprechender Verfahrensschritt oder als ein Merkmal eines Verfahrensschrittes zu verstehen ist. Analog dazu stellen Aspekte, die im Zusammenhang mit einem oder als ein Verfahrensschritt beschrieben wurden, auch eine Beschreibung eines entsprechenden Blocks oder Details oder Merkmals einer entsprechenden Vorrichtung dar.
Ein Ausführungsbeispiel kann so beispielsweise als Programm mit einem Programmcode zum Durchführen eines Verfahrens gemäß einem Ausführungsbeispiel umgesetzt sein, wenn das Programm auf einer programmierbaren Hardwarekomponente abläuft. Die einzelnen Verfahrensschritte können hierbei durch Ansteuerungen entsprechender Aktuatoren, einem Auslesen von Speicherstellen oder anderen Datenquellen, numerischen und anderen Manipulationen von Daten sowie anderen Prozessen erzielt werden. Im Rahmen eines solchen Programms, jedoch auch im Rahmen anderer Umsetzungen eines Verfahrens gemäß einem Ausführungsbeispiel, können so die einzelnen Prozesse beispielsweise ein Erzeugen, Bereitstellen und gegebenenfalls Empfangen von Steuersignalen, Sensorsignalen und anderen Signalen um-fassen. Das Senden kann ebenfalls ein Schreiben oder Abspeichern eines Wertes in eine Speicherstelle oder ein Register umfassen. Entsprechend kann ein Auslesen oder Empfangen auch ein entsprechendes Auslesen eines Registers oder einer Speicherstelle umfassen. Diese Signale können beispielsweise als elektrische, optische oder funktechnische Signale übertragen werden und hinsichtlich ihrer Signalwerte und ihrer zeitlichen Ausgestaltung voneinander unabhängig kontinuierlich oder diskret ausgestaltet sein. Die entsprechenden Signale können so beispielsweise analoge Signale, jedoch auch digitale Signale umfassen.
Je nach bestimmten Implementierungsanforderungen können Ausführungsbeispiele der Erfindung in Hardware oder in Software implementiert sein. Die Implementierung kann unter Verwendung eines digitalen Speichermediums, beispielsweise einer Floppy-Disk, einer DVD, einer Blu-Ray Disc, einer CD, eines ROM, eines PROM, eines EPROM, eines EEPROM oder eines FLASH-Speichers, einer Festplatte oder eines anderen magnetischen oder optischen Speichers durchgeführt werden, auf dem elektronisch lesbare Steuersignale gespeichert sind, die mit einer programmierbaren Hardwarekomponente derart zusammenwirken können oder zusammenwirken, dass das jeweilige Verfahren durchgeführt wird.
Eine programmierbare Hardwarekomponente kann durch einen Prozessor, einen Computerprozessor (CPU = Central Processing Unit), einen Grafikprozessor (GPU = Graphics Processing Unit), einen Computer, ein Computersystem, einen anwendungsspezifischen integrierten Schaltkreis (ASIC = Application-Specific Integrated Circuit), einen integrierten Schaltkreis (IC = Integrated Circuit), ein Ein-Chip-System (SOC = System on Chip), ein programmierbares Logikelement oder ein feldprogrammierbares Gatterarray mit einem Mikroprozessor (FPGA = Field Programmable Gate Array) gebildet sein.
Das digitale Speichermedium kann daher maschinen- oder computerlesbar sein. Manche Ausführungsbeispiele umfassen also einen Datenträger, der elektronisch lesbare Steuersignale aufweist, die in der Lage sind, mit einem programmierbaren Computersystem oder einer programmierbare Hardwarekomponente derart zusammenzuwirken, dass eines der hierin beschriebenen Verfahren durchgeführt wird. Ein Ausführungsbeispiel ist somit ein Datenträger (oder ein digitales Speichermedium oder ein computerlesbares Medium), auf dem das Programm zum Durchführen eines der hierin beschriebenen Verfahren aufgezeichnet ist.
Allgemein können Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung als Programm, Firmware, Computerprogramm oder Computerprogrammprodukt mit einem Programmcode oder als Daten implementiert sein, wobei der Programmcode oder die Daten dahin gehend wirksam ist bzw. sind, eines der Verfahren durchzuführen, wenn das Programm auf einem Prozessor oder einer programmierbaren Hardwarekomponente abläuft. Der Programmcode oder die Daten kann bzw. können beispielsweise auch auf einem maschinenlesbaren Träger oder Datenträger gespeichert sein. Der Programmcode oder die Daten können unter anderem als Quellcode, Maschinencode oder Bytecode sowie als anderer Zwischencode vorliegen.
Ein weiteres Ausführungsbeispiel ist ferner ein Datenstrom, eine Signalfolge oder eine Sequenz von Signalen, der bzw. die das Programm zum Durchführen eines der hierin beschriebenen Verfahren darstellt bzw. darstellen. Der Datenstrom, die Signalfolge oder die Sequenz von Signalen kann bzw. können beispielsweise dahin gehend konfiguriert sein, um über eine Datenkommunikationsverbindung, beispielsweise über das Internet oder ein anderes Netzwerk, transferiert zu werden. Ausführungsbeispiele sind so auch Daten repräsentierende Signalfolgen, die für eine Übersendung über ein Netzwerk oder eine Datenkommunikationsverbindung geeignet sind, wobei die Daten das Programm darstellen.
Ein Programm gemäß einem Ausführungsbeispiel kann eines der Verfahren während seiner Durchführung beispielsweise dadurch umsetzen, dass dieses Speicherstellen ausliest oder in diese ein Datum oder mehrere Daten hinein schreibt, wodurch gegebenenfalls Schaltvorgänge oder andere Vorgänge in Transistorstrukturen, in Verstärkerstrukturen oder in anderen elektrischen, optischen, magnetischen oder nach einem anderen Funktionsprinzip arbeitenden Bauteile hervorgerufen werden. Entsprechend können durch ein Auslesen einer Speicherstelle Daten, Werte, Sensorwerte oder andere Informationen von einem Programm erfasst, bestimmt oder gemessen werden. Ein Programm kann daher durch ein Auslesen von einer oder mehreren Speicherstellen Größen, Werte, Messgrößen und andere Informationen erfassen, bestimmen oder messen, sowie durch ein Schreiben in eine oder mehrere Speicherstellen eine Aktion bewirken, veranlassen oder durchführen sowie andere Geräte, Maschinen und Komponenten ansteuern und so beispielsweise mittels Aktuatoren auch komplexere Verfahrensschritte durchführen.
Die oben beschriebenen Ausführungsbeispiele stellen lediglich eine Veranschaulichung der Prinzipien der vorliegenden Erfindung dar. Es versteht sich, dass Modifikationen und Variationen der hierin beschriebenen Anordnungen und Einzelheiten anderen Fachleuten einleuchten werden. Deshalb ist beabsichtigt, dass die Erfindung lediglich durch den Schutzumfang der nachstehenden Patentansprüche und nicht durch die spezifischen Einzelheiten, die anhand der Beschreibung und der Erläuterung der Ausführungsbeispiele hierin präsentiert wurden, beschränkt sei.
Die in der vorstehenden Beschreibung, den nachfolgenden Ansprüchen und den beigefügten Figuren offenbarten Merkmale können sowohl einzeln wie auch in beliebiger Kombination für die Verwirklichung eines Ausführungsbeispiels in ihren verschiedenen Ausgestaltungen von Bedeutung sein und implementiert werden.
Bezugszeichenliste

100: Reifenüberwachungssystem
110: Modul
120: Anschluss
130: flexibles Kabel
140: Informationssignal
150: diskretes Bauteil
160: Oberfläche
170: Detektionsbereich
180: Zuleitungsbauteil
190: Kanal
200: Öffnung
210: Dichtung
220: Dichtlippe
230: Dichtraum
240: Außenraum
250: Befestigungsbauteil
260: Leiterplatte
270: Schaltung
280: Abstandshalter
290: Stelle
300: Bohrung
310: vorbestimmte Richtung
320: Projektionsrichtung
330: Komponente
340: Energiequelle
350: Teilgehäuse
360: Ausnehmung
370: Vergussmasse
380: Abdichtungsstruktur
390: Gegenabdichtungsstruktur
400: Gehäuse
410: Richtung
420: Außenraum
430: Kabelzuführungsabschnitt
440: Teilkabel
450: Kontaktstelle
460: Bezugspunkt
470: gebogener Verlauf
480: Gerade
490: Stützbauteil
500: Bereich
510: Anschlussstruktur
520: Reifenventilschnittstelle
530: Ventilverlängerungsmutter
540: Ventileinsatz
550: Bereich
560: Abschlusskappe
570: Ventil
580: radialer Drehriegel
590: axialer Drehriegel
595: Flanke
600: Dichtungssitz
610: Oberfläche
620: Zuleitungsabschnitt
630: Ausnehmung
640: Distanzbauteil
650: Vorspannstruktur
660: Kontaktstruktur
670: Öffnung
680: Bohrung
690: Mantelfläche
700: Führungsausnehmung
710: Bohrung
720: Kontaktstruktur
730: Umgebung
740: Hauptoberfläche
750: Führungsstruktur
760: Dichtkante
770: Schraubelement
780: Bohrung
800: Halterung
810: Schraube
820: Bohrung

Claims

Modul (110) zum Erfassen eines Vibrationsverhaltens einer mechanischen Komponente, mit folgenden Merkmalen: einem Befestigungsbauteil (250), das ausgebildet ist, um mit der Komponente mechanisch starr verbunden zu werden, um eine mechanische Schwingung der Komponente aufzunehmen; einer Leiterplatte (260), die eine Schaltung (270) umfasst, die ausgebildet ist, um die mechanische Schwingung der mechanischen Komponente zu erfassen und um basierend auf der erfassten Schwingung ein das Vibrationsverhalten umfassendes Signal drahtlos zu übermitteln; und wenigstens einem Abstandshalter (280), der die Leiterplatte (260) mit dem Befestigungsbauteil (250) derart mechanisch verbindet, dass die mechanische Schwingung von dem Befestigungsbauteil (250) auf die Leiterplatte (260) übertragbar ist.
Modul (110) nach Anspruch 1, bei dem die drahtlose Übertragung des Signals per Funk erfolgt.
Modul (110) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem der wenigstens eine Abstandshalter (280) ausgebildet ist, um die Leiterplatte (260) starr mit dem Befestigungsbauteil (250) zu verbinden und zu fixieren.
Modul (110) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem der wenigstens eine Abstandshalter (280) aus einem metallischen Material gefertigt ist.
Modul (110) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem der wenigstens eine Abstandshalter (280) eine Auflagefläche, auf der die Leiterplatte (260) ruht, und ein Schraubelement (770) umfasst, das die Leiterplatte (260) an einer der Auflagefläche abgewandten Seite fixiert.
Modul (110) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem der wenigstens eine Abstandshalter (280) mit dem Befestigungsbauteil (250) verschraubt ist.
Modul (110) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, das ferner eine Komponente (330) umfasst, die zwischen der Leiterplatte (260) und dem Befestigungsbauteil (250) angeordnet ist, und wobei bei einer Projektion der Komponenten (330) entlang einer Projektionsrichtung (320) senkrecht zu der Leiterplatte (260) wenigstens 30% einer Gesamtfläche der Projektion der Komponente (330) von elektrisch leitfähigem Material wenigstens teilweise hervorgerufen wird, und wobei die Gesamtfläche der Projektion der Komponente (330) wenigstens 30% einer Gesamtfläche einer Projektion der Leiterplatte (260) entlang der Projektionsrichtung (320) entspricht.
Modul (110) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, das eine Energiequelle (340) umfasst, die zwischen der Leiterplatte (260) und dem Befestigungsbauteil (280) angeordnet ist, und die mit der Schaltung (270) der Leiterplatte (260) gekoppelt ist, um diese mit elektrischer Energie zu versorgen.
Modul (110) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem das Befestigungsbauteil (250) aus einem elektrisch leitfähigen Material gefertigt ist,
Modul (110) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem die Schaltung (270) eine Antenne umfasst, die ausgebildet ist, um das das Vibrationsverhalten umfassendes Signal zu übertragen.