DE10261360A1

DE10261360A1 - Vorrichtung und Verfahren zum Befestigen eines Aufnehmers an einer Radfelge

Info

Publication number: DE10261360A1
Application number: DE10261360A
Authority: DE
Inventors: Dominique Luce
Original assignee: Siemens VDO Automotive SAS
Current assignee: Continental Automotive France SAS
Priority date: 2001-12-28
Filing date: 2002-12-30
Publication date: 2003-07-17
Also published as: US6912897B2; FR2834245B1; FR2834245A1; US20030121317A1

Abstract

Die Vorrichtung ist versehen mit einem Gehäuse (10), das den Aufnehmer (1) aufnimmt, einem Traktionsteil (11), das eine Achse (11a) hat und an der Felge (3) so anbringbar ist, dass es das Gehäuse (10) längs seiner Achse in Richtung auf die Felge zieht, wobei das Gehäuse bezüglich des Traktionsteils (11) gelenkig gelagert ist, einem Fixiermittel (17) zum Festlegen des Traktionsteils bezüglich der Felge (3) nach Ziehen des Gehäuses in Richtung auf die Felge, einer Dichtung (15), die das Traktionsteil (11) an der Stelle umgibt, an der es die Felge (3) durchdringt. Das Gehäuse (10) hat eine konvexe Anlagefläche (25), die an der Dichtung (15) im Wesentlichen längs der Achse (11a) des Traktionsteiles angreift.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Befestigen eines Aufnehmers an einer Felge eines Reifens eines Kraftfahrzeuges und insbesondere zum Befestigen eines Druckaufnehmers zum Erfassen des Reifendrucks.
Es ist bereits bekannt, einen Reifendruck-Aufnehmer an der Felge eines Fahrzeugrades anzubringen. Der Aufnehmer ist im allgemeinen in einem Gehäuse untergebracht, das seinerseits an einer Ventilstange des Reifenventils befestigt ist. Verwiesen sei beispielsweise auf die US-A-6 055 855. Zwischen dem Ventil und der Felge befindet sich eine verformbare elastomere Dichtung, die bei der Befestigung des Ventils komprimiert wird, um die Abdichtung der Vorrichtung sicherzustellen.
Somit ist bereits bekannt, eine Vorrichtung zum Befestigen eines Aufnehmers an einer Felge eines Rades eines Kraftfahrzeuges, mit:
einem Gehäuse, das den Aufnehmer aufnimmt,
einem Traktionsteil, das eine Achse hat und an der Felge so anbringbar ist, dass es das Gehäuse längs seiner Achse in Richtung auf die Felge zieht, wobei das Gehäuse bezüglich des Traktionsteils gelenkig gelagert ist,
einem Fixiermittel zum Festlegen des Traktionsteils bezüglich der Felge nach Ziehen des Gehäuses in Richtung auf die Felge,
einer Dichtung, die das Traktionsteil an der Stelle umgibt, an der es die Felge durchdringt.
Bei hoher Geschwindigkeit kann die von der Ventilstange gespürte Beschleunigung das Zweitausendfache der Schwerkraftbeschleunigung erreichen. Die Masse, die von der an der Ventilstange befestigten Anordnung aus Gehäuse und Aufnehmer gebildet wird, erzeugt dann eine Zentrifugalkraft, die die Tendenz hat, die Dichtung in ihrem Außenabschnitt zu komprimieren und in ihrem Innenabschnitt (auf der Seite der Radachse) zu expandieren.
Dieses Druckungleichgewicht an der Stelle der Dichtung beeinträchtigt ihre Dichtheit und kann beträchtliche Leckagen, insbesondere bei hoher Geschwindigkeit hervorrufen.
Wenn man zur Verringerung dieser Leckagen die Ventilstange stärker festspannt, besteht die Gefahr, dass die Dichtung beschädigt wird, die dann einem zu hohen Druck ausgesetzt ist.
Durch die vorliegende Erfindung sollen diese Nachteile vermieden werden. Insbesondere liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung der im Oberbegriff des Anspruchs 1 angegebenen Gattung so weiterzubilden, dass ein Entweichen von Luft, insbesondere bei hoher Geschwindigkeit, unterbunden oder zumindest eingeschränkt wird.
Diese Aufgabe wird bei einer Vorrichtung der oben angegebenen Gattung erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass das Gehäuse oder die Dichtung eine konvexe Anlagefläche hat, die an der Dichtung oder dem Gehäuse im wesentlichen längs der Achse des Traktionsteiles angreift.
Im Zusammenhang mit der Erfindung ist es wichtig, dass das Gehäuse an unterschiedlichen Felgenprofilen angebracht werden kann, wobei eine rasche, einfache und zuverlässige Montage möglich sein soll. Zu diesem Zweck ist in vorteilhafter Weiterbildung der Erfindung vorgesehen, dass das Gehäuse bezüglich des Traktionsteiles um ein Gelenk drehbar ist, das mit Abstand zu der konvexen Anlagefläche des Gehäuses angeordnet ist und dessen Achse bezüglich der des Traktionsteiles versetzt ist.
Im Bestreben, die Gefahr von Leckagen zu verhindern und die Dichtung nicht zu stark zu komprimieren, ist in weiterer Ausgestaltung der Erfindung vorgesehen, dass zwischen der konvexen Anlagefläche und der Dichtung eine Ringscheibe mit Seiten angeordnet ist, welche die auf die Dichtung vom Gehäuse ausgeübte Kraft gleichmäßig auf eine größere Fläche der Dichtung verteilt. In dem Fall, dass das Gehäuse eine ebene Oberfläche hat, wird eine Ringscheibe verwendet, die anstelle der Dichtung eine konvexe Fläche hat, die mit der ebenen Fläche des Gehäuses zusammenwirkt.
Um wiederum die Verformung der Dichtung unter ihrer Spannung zu kontrollieren und im Hinblick auf die oben erwähnte Problematik hinsichtlich der Leckagen ist in weiterer Ausgestaltung der Erfindung vorgesehen, dass die Ringscheibe flexibel oder verformbar ausgebildet ist und einen umlaufenden Kragen hat, der zumindest örtlich den Umfang der Dichtung umgibt, um ein Ausweichen quer zur Richtung der vom Gehäuse ausgeübten Kraft zu verhindern oder zumindest zu begrenzen und somit einen Materialfluss der Dichtung über die Ringscheibe hinaus einzudämmen, indem sie auf ihre Dichtungsfunktion eingeschränkt wird.
Die vorliegende Erfindung betrifft ferner ein Verfahren zum Befestigen eines Authehmers an einer Felge eines Rades eines Kraftfahrzeuges, mit folgenden Schritten:

a) der Aufnehmer wird in einem Gehäuse untergebracht, wobei das Gehäuse mit einem eine Achse aufweisenden Traktionsteil gelenkig verbunden wird,
b) das Traktionsteil wird durch eine Öffnung hindurch an der Felge angebracht,
c) zwischen dem Gehäuse und der Felge wird um das Traktionsteil herum eine Dichtung im wesentlichen an der Stelle angeordnet, an der das Traktionsteil die Felge durchdringt, und
d) das Gehäuse wird längs der Achse durch axiale Verschiebung des Traktionsteiles in Richtung auf die Felge gezogen, wobei das Gehäuse durch ein axiales Fixiermittel in seiner Lage fixiert wird, nachdem das Gehäuse gegen die Felge gezogen wurde, dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuse gegen die Felge im wesentlichen längs der Achse des Traktionsteiles unter der Wirkung eines durch diese Traktion erzeugten Kippmomentes bewegt wird und eine konvexe Anlagefläche vor gesehen wird, damit das Gehäuse im wesentlichen längs der Achse des Traktionsteiles sich an der Dichtung abstützt, wenn es axial in Richtung auf diese gezogen wird.

Um, wie bereits weiter oben angedeutet, die Verformung der Dichtung zu kontrollieren, wird eine Ringscheibe mit ebenen Anlageflächen (oder konvexen Anlageflächen, wenn das Gehäuse eben ist), zwischen der Dichtung und der konvexen (oder ebenen) Anlagefläche des Gehäuses angeordnet.
In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass das Kippmoment an einer Stelle erzeugt wird, die einen Abstand von der Achse des Traktionsteiles hat, um eine abgedichtete Befestigung des Gehäuses des Aufnehmers an der Felge zu erleichtern, wobei insbesondere eine Anpassung an unterschiedliche Felgentypen möglich sein soll, ohne dass eine Geschwindigkeitserhöhung die Dichtheit der Anordnung beeinträchtigt.
Anhand der Zeichnungen werden Ausführungsbeispiele der Erfindung näher erläutert. Es zeigt:
Fig. 1 eine Schnittdarstellung einer erfindungsgemäß ausgebildeten Befestigungsvorrichtung;
Fig. 2 einen Längsschnitt einer Ausführungsform einer Dichtung mit einer Ringscheibe in vergrößertem Maßstab;
Fig. 3 eine der Fig. 2 entsprechende Darstellung einer abgewandelten Ausführungsform der Dichtung mit Ringscheibe.
Die Fig. 1 zeigt eine Befestigungsvorrichtung 10 zum Befestigen eines Aufnehrners 1 (insbesondere eines Luftdruck-Aufnehmers in einem Reifen) an einer Felge 3 eines Rades 5 eines Kraftfahrzeuges.
Das Bezugszeichen 7 bezeichnet einen Reifenabschnitt. Das Gehäuse 9 der Befestigungsvorrichtung 10, das den Aufnehmer 1 aufnimmt, ist im Inneren des Reifens angeordnet.
Zur Befestigung an der Felge 3 weist die Befestigungsvorrichtung 10 außer dem Gehäuse 9 ein Traktionsteil 11 in Form einer Ventilstange auf, die sich längs einer Achse 11a erstreckt.
Das Traktionsteil 11, d. h. die Ventilstange, verläuft durch eine Öffnung 13 der Felge 3. Eine Dichtung 15 in Form eines Dichtringes, der das Träktionsteil 11 im Innenraum 7a des Reifens umgibt, trägt an dieser Stelle zur Dichtheit bei.
Typischerweise ist das Traktionsteil 11 mit der Felge 3 über die Dichtung 15 verschraubt. Eine Mutter 17, die an der Außenseite der Felge 3 gegenüber dem Innenraum 7a des Reifens 7 angeordnet ist, dient zum Festziehen des Traktionsteils 11, das somit mit Gewinde versehen ist.
Im vorliegenden Fall ist die Ventilstange des Ventils zum Aufblasen des Reifens und das Traktionsteil des den Aufnehmer aufnehmenden Gehäuses ein und dasselbe Bauteil. Dies ist jedoch nicht unbedingt erforderlich.
Eine Kappe 19 verschließt das Ende der Ventilstange, um ein Entweichen von Luft durch den Innenkanal 21 der Ventilstange zu verhindern (welcher Innenkanal mit dem Innenraum 7a des Reifens verbunden ist) und um das Eindringen von Fremdkörpern unter der Ansaugwirkung des Ventils zu unterbinden.
Das Gehäuse 9 ist ferner mit einem Hohlraum 23 versehen, in dem der Aufnehmer 1 angeordnet ist.
Um eine einwandfreie Befestigung des Aufnehmers 1 sicherzustellen, durch die die Gefahr von Leckagen an der Stelle der Öffnung 13, insbesondere bei hohen Geschwindigkeiten (130 km/h und mehr) zu vermeiden, ist das Gehäuse 9 mit einer konvexen Anlagefläche 25 versehen, die in Richtung auf die Achse 11a gerichtet ist und auf die Dichtung 15 wirkt, wobei diese an der Felge abgestützt wird, und zwar umso mehr, je größer die Drehgeschwindigkeit des Rades ist.
Um ferner diese axiale Kraft, die das Gehäuse 9 in Richtung auf die Felge längs der Achse 11a zu drücken sucht, zu unterstützen, ist das Gehäuse 9 bezüglich des Traktionsteils 11 an der Stelle eines Gelenkes 7, das zu der Anlagefläche 25 beabstandet ist, gelenkig gelagert.
In diesem Fall ist die konvexe Anlagefläche 29 des Gelenks an einer Stelle des Gehäuses vorgesehen, während der Kopf 110 des Traktionsteiles 11 gegenüberliegend eine konkave Fläche 31 hat. Diese Ausgestaltung könnte jedoch auch umgekehrt sein.
Wenn das Traktionsteil 11 durch die Öffnung 13 und die Dichtung 15 hindurchgesteckt ist, kann es mit Hilfe der Mutter 7 gegen das Gehäuse 9 festgezogen werden, welches in Abhängigkeit von der Form der Felge 3 an dieser Stelle mehr oder weniger um das Gelenk 27 kippt, bis es sich unter der Zugwirkung des Traktionsteils 11 im Sinne des Pfeils F in Fig. 1 mit der Dichtung 15 verklemmt.
Um eine "kuvettenartige" Verformung der Dichtung 15 zu verhindern (zumindest wenn es sich um eine verformbare Dichtung wie einen elastomeren Dichtring handelt), ist ein Anlageteil wie eine Ringscheibe 33 aus Stahl zwischen der Dichtung 15 und der konvexen Anlagefläche 25 des Gehäuses 9 angeordnet. Diese Ringscheibe 33 sorgt für eine gleichmäßige Verteilung der von der konvexen Anlagefläche 25 auf die Dichtung 15 ausgeübten Druckkraft.
Die Anlagefläche 35 der Ringscheibe 33, die mit dem Gehäuse in Kontakt gelangt, ist vorzugsweise eben und im vorliegenden Fall senkrecht zur Achse 11a verlaufend, um für eine gleichmäßigere Verteilung der vom Gehäuse auf die Dichtung ausgeübten Kraft und damit für eine Unterbindung einer Leckage an der Stelle der Öffnung 13 zu sorgen.
Das gleiche gilt für die gegenüberliegende Fläche 37, die mit der Dichtung 15 in Berührung gelangt (s. Fig. 2).
Um zu vermeiden, dass die Dichtung 15 radial (im wesentlichen senkrecht zur Achse 11a des Traktionsteils) zerquetscht wird, kann die Ringscheibe 33 zum gleichmäßigen Verteilen dieser Zugkraft mit einem am Umfang vorgesehenen Kragen 39 versehen werden, der einen Umfangsbereich 15a der Dichtung 15 örtlich umgibt.
Gemäß einer Herstellungsvariante wird die Dichtung 15 in das Innere des Kragens 19 gegossen (Fig. 3). Die Form dieser Dichtung ist optimiert, um eine bessere Abdichtung zwischen der Felge (nicht dargestellt) und der Ringscheibe 33 sicherzustellen. Zu diesem Zweck kann die Dichtung einen ringförmigen Vorsprung 40 haben, der über ihren gesamten Umfang auf Höhe des Endes des Kragens 39 vorgesehen ist. Dieser ringförmige Vorsprung 40 steht einerseits mit dem Ende des Kragens 39 der Ringscheibe 33 und andererseits (nicht dargestellt) mit dem Rand der Öffnung 13 in der Felge in Kontakt. Hierdurch können Abweichungen in der Parallelität bzw. Ebenheit zwischen der Felge und der Ringscheibe ausgeglichen werden.
Der ringförmige Vorsprung 40 wird mit dem Rest der Dichtung 15 beim Gießen einstückig ausgebildet. Aus diesem Grund haftet die Gesamtheit der Dichtung einwandfrei an der Ringscheibe 33.
Der Außenteil der Dichtung 15, der zwischen dem ringförmigen Vorsprung 40 und dem der Ringscheibe 33 gegenüberliegenden Ende der Dichtung verläuft, besteht aus einem abgeschrägten Zwischenabschnitt 41 mit einem Absatz 42. Diese Form ist besonders geeignet, um eine zunehmende Abdichtung zwischen dem Ventil, der Felge und der Ringscheibe sicherzustellen. Außerdem können durch diese Form die Spannungen im Inneren der Dichtung, die beim Festspannen der Ringscheibe gegen die Felge erzeugt werden, verringert werden. Somit werden Risslinien im Inneren der Dichtung vermieden, wodurch die Lebensdauer der Dichtung erhöht wird. Es geht hierbei darum zu vermeiden, dass Teile der Dichtung ihre elastische Grenze überschreiten, wenn die Ringscheibe gegen die Felge festgespannt wird.
Vorteilhafterweise hat die konvexe Anlagefläche 25 (Fig. 1) die Tendenz, umso stärker gegen die Ringscheibe 33 zu drücken, je höher die Drehgeschwindigkeit des Rades ist. Die Befestigungsvorrichtung 10 hat in der Tat die Neigung, sich von der Felge 3 zu entfernen (Pfeil R in Fig. 1), wenn das Rad in Drehung versetzt wird. Dies rührt von der Zentrifugalbeschleunigung her, der der Aufnehmer ausgesetzt ist.
Je mehr sich die Drehgeschwindigkeit des Rades erhöht, umso stärker wird die Dichtung 15 gegen die Öffnung 13 der Felge gedrückt.
Die konvexe Anlagefläche 25 stellt somit eine Art Selbstklemmung der Dichtung bei hoher Geschwindigkeit sicher, da ihre Form so ist, dass sich das Gehäuse 9 umso mehr in Richtung des Pfeils R dreht, je stärker sie auf die Dichtung drückt. Hierdurch wird automatisch eine Leckage von Luft bei hoher Geschwindigkeit unterdrückt, während dies im Stand der Technik nicht möglich ist.
Als nicht dargestellte Variante kann die konvexe Anlagefläche an der Dichtung vorgesehen werden; in diesem Fall hat das Gehäuse eine ebene Fläche, die mit dieser konvexen Anlagefläche zusammenwirkt, um den oben geschilderten Selbstklemmungseffekt der Dichtung bei hohen Geschwindigkeiten zu erzeugen.
In dem Fall, dass eine Ringscheibe zwischen dem mit einer ebenen Fläche versehernen Gehäuse und der Dichtung angeordnet ist, wird diese Ringscheibe (und nicht die Dichtung) mit einer konvexen Anlagefläche versehen, die mit der ebenen Anlagefläche des Gehäuses zusammenwirkt. Die Dichtung hat in diesem Fall eine ebene Anlagefläche entsprechend der in Fig. 2 dargestellten.
Ferner ist zu beachten, dass die Anlage an der Ringscheibe auch teilweise vom Ventil selbst und nicht allein von seinem konvexen Abschnitt gebildet werden kann. Hinsichtlich weiterer Einzelheiten der Befestigung der Vorrichtung 10 an der Felge 3 sei auf die FR 0111539, S. 3, Zeilen 25 bis 39, verwiesen. Bezugzeichenliste 1 Aufnehmer
3 Felge
5 Rad
7 Reifenteil
7a Innenraum des Reifens
9 Gehäuse
10 Befestigungsvorrichtung
11 Traktionsteil
1 1a Achse des Traktionsteils
13 Öffnung der Felge
15 Dichtung
15a Umfangsbereich der Dichtung
17 Mutter
19 Kappe
21 Innenkanal des Ventils
23 Hohlraum des Gehäuses
25 konvexe Anlagefläche
27 Gelenk
29 konvexe Anlagefläche des Gelenks
31 konkave Fläche des Gelenkkopfes
33 Ringscheibe
35 Anlagefläche der Ringscheibe
39 Kragen der Ringscheibe
40 ringförmiger Vorsprung
41 abgeschrägter Zwischenabschnitt
42 Absatz
110 Gelenkkopf

Claims

1. Vorrichtung zum Befestigen eines Aufnehmers an einer Felge eines Rades eines Kraftfahrzeuges, mit:
einem Gehäuse (10), das den Aufnehmer (1) aufnimmt,
einem Traktionsteil (11), das eine Achse (11a) hat und an der Felge (3) so anbringbar ist, dass es das Gehäuse (10) längs seiner Achse in Richtung auf die Felge zieht, wobei das Gehäuse bezüglich des Traktionsteils (11) gelenkig gelagert ist,
einem Fixiermittel (17) zum Festlegen des Traktionsteils bezüglich der Felge (3) nach Ziehen des Gehäuses in Richtung auf die Felge, einer Dichtung (15), die das Traktionsteil (11) an der Stelle umgibt, an der es die Felge (3) durchdringt,
dadurch gekennzeichnet, dass
das Gehäuse (10) oder die Dichtung (15) eine konvexe Anlagefläche (25) hat, die an der Dichtung (15) oder dem Gehäuse (10) im wesentlichen längs der Achse (11a) des Traktionsteiles (11) angreift.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuse (1) bezüglich des Traktionsteiles (11) um ein Gelenk (27) drehbar ist, das mit Abstand zu der konvexen Anlagefläche (25) des Gehäuses angeordnet ist und dessen Achse bezüglich der des Traktionsteiles (11) versetzt ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen der konvexen Anlagefläche (25) und der Dichtung (15) eine Ringscheibe (33) mit Seiten (35, 37) angeordnet ist, welche die auf die Dichtung (15) vom Gehäuse (10) ausgeübte Kraft gleichmäßig auf eine größere Fläche der Dichtung (15) verteilt.

4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Ringscheibe (33) flexibel oder verformbar ausgebildet ist und einen umlaufenden Kragen (39) hat, der zumindest örtlich den Umfang der Dichtung (15) umgibt, um ein Ausweichen quer zur Richtung der vom Gehäuse ausgeübten Kraft zu verhindern oder zumindest zu begrenzen und somit einen Materialfluss der Dichtung über die Ringscheibe hinaus einzudämmen, indem sie auf ihre Dichtungsfunktion eingeschränkt wird.

5. Verfahren zum Befestigen eines Aufnehmers an einer Felge eines Rades eines Kraftfahrzeuges, mit folgenden Schritten:

a) der Aufnehmer (1) wird in einem Gehäuse (10) untergebracht, wobei das Gehäuse mit einem eine Achse aufweisenden Traktionsteil (11) gelenkig verbunden wird,

b) das Traktionsteil wird durch eine Öffnung (13) hindurch an der Felge (3) angebracht,

c) zwischen dem Gehäuse (10) und der Felge (3) wird um das Traktionsteil (11) herum eine Dichtung (15) im wesentlichen an der Stelle angeordnet, an der das Traktionsteil die Felge durchdringt, und

d) das Gehäuse (10) wird längs der Achse (11a) durch axiale Verschiebung des Traktionsteiles (11) in Richtung auf die Felge (3) gezogen, wobei das Gehäuse durch ein axiales Fixiermittel (17) in seiner Lage fixiert wird, nachdem das Gehäuse (10) gegen die Felge gezogen wurde,

dadurch gekennzeichnet, dass
das Gehäuse (10) gegen die Felge (3) im wesentlichen längs der Achse (11a) des Traktionsteiles (11) unter der Wirkung eines durch diese Traktion erzeugten Kippmomentes bewegt wird und eine konvexe Anlagefläche (25) vorgesehen wird, damit das Gehäuse (10) im wesentlichen längs der Achse des Traktionsteiles sich an der Dichtung (15) abstützt, wenn es axial in Richtung auf diese gezogen wird.

6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass eine Ringscheibe (33) mit einer oder mehreren ebenen Anlageflächen (35, 37) zwischen die Dichtung (15) und die konvexe Anlagefläche (25) des Gehäuses eingesetzt wird.

7. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass eine Ringscheibe (33) mit einer oder mehreren im wesentlichen konvexen Anlageflächen (35, 37) zwischen die Dichtung (15) und die ebene Anlagefläche (25) des Gehäuses (10) eingesetzt wird.

8. Verfahren nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Kippmoment an einer Stelle erzeugt wird, das einen Abstand von der Achse (11a) des Traktionsteiles (11) hat.