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Die
Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Befestigung einer Sensoreinrichtung
an einer Felge eines Kraftfahrzeuges.
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Aktive
und passive Sicherheitssysteme im Kraftfahrzeugbereich spielen eine
immer größer werdende
Rolle bei der Fortentwicklung von Fahrzeugen. Die Erwartungen der
Kunden erfordern sowohl Leistungsfähigkeit und Komfort, gerichtet
auf eine zunehmende Sicherheit für
die Fahrzeuginsassen.
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Neben
den passiven und aktiven Sicherheitssystemen, wie Airbag, Aufprallschutz
und Gurtstraffer, gewinnt mehr und mehr die aktive Fahrsicherheit
mit ihren immer größer werdenden
Möglichkeiten
an Bedeutung. Ziel der Entwicklung ist dabei ein Kontrollsystem,
das die momentane Fahrsituation schnell erfasst und sofort in eine
etwaige kritische Lage aktiv eingreifen bzw. dem Fahrer ein entsprechendes
Signal für
eine manuelle Änderung
der Fahrsituation liefern kann.
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Beispielsweise
kann der Reifendruck überwacht
werden, wobei bei kritischen Werten des Reifendrucks das Kontrollsystem
dem Fahrer diesen Mangel anzeigen kann, welcher daraufhin die Möglichkeit
hat, entsprechend zu reagieren. Bei Systemen zur Reifendrucküberwachung
ist es notwendig, Sensoren im Reifen inneren zu integrieren, welche beispielsweise
den Druck, die Temperatur, Beschleunigungen und eventuell weitere
Messgrößen erfassen
und an beispielsweise das fahrzeugfeste Kontrollsystem bzw. Steuergerät übermitteln.
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Nach
einem Ansatz gemäß dem Stand
der Technik werden die Sensoren zur Überwachung des Reifendrucks
an einem speziell ausgebildeten Ventil aus Metall befestigt, welches
den Einlass und den Auslass von Luft in den und aus dem Luftreifen
ermöglicht.
Dieses speziell ausgestaltete Ventil ersetzt das üblicherweise
bisher verwendete flexible Gummiventil.
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Nachteilig
an diesem Ansatz ist jedoch die Tatsache, dass derartige Spezialventile
aufwendig in der Herstellung sind und einen relativ hohen Stückpreis
aufweisen. Ferner ist eine Beschädigungsgefahr
der speziell ausgebildeten Metallventile größer als bei den üblichen
Gummiventilen, da bei Stößen eine
verringerte Elastizität
vorhanden ist und somit Verbiegungen oder Brüche des Metallventils auftreten
können.
Zudem dauert eine Befüllung
des Reifens mit Luft über
das Spezialventil erheblich länger als über ein übliches
Gummiventil, was einen unerwünschten
negativen Bedienkomfort zur Folge hat.
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Ferner
ist problematisch, dass die Vorrichtung und/oder die Sensoreinrichtung
durch beispielsweise einen Automobilhersteller genau auf den durch den
betroffenen Automobilhersteller angebotenen Radtyp baulich abgestimmt
ist oder sind. Im Falle der Nachrüstung eines Automobils mit
Rädern
eines individuellen Radherstellers, der keine mit den Rädern des
Automobilherstellers baugleichen Räder liefert, ist eine Integration
bzw. Weiterverwendung der Sensoreinrichtungen in den Rädern meist
nicht mehr möglich,
da die bauliche Kompatibilität
fehlt. Ein Automobilbesitzer ist daher gezwungen, nur die Räder des
Automobilherstellers zu verwenden, und hat keine Mög lichkeit,
sein Automobil individuell zu gestalten, falls er nach wie vor die
durch die Sensoreinrichtung ermittelten Datenparameter für sich nutzen möchte. Letztendlich
bleibt dem Automobilbesitzer nur übrig, entweder weiterhin Räder des
Automobilherstellers zu verwenden oder auf die Sensorik zu verzichten,
wobei die letztgenannte Alternative aufgrund der derzeit noch sehr
teuren Sensorsysteme sicherlich besonders unbefriedigend ist.
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Die
Druckschrift
DE 102
47 311 A1 beschreibt einen Druckmessfühler, welcher in einem Luftreifen
angeordnet ist, wobei der Messfühler
einen Träger
aufweist, der in Höhe
des Ventils an dem Ventil befestigt ist. Dabei ist wiederum nachteilig,
dass das Ventil für
eine Aufnahme des Trägers
speziell ausgebildet werden muss. Ferner ist nachteilig, dass verschiedene
Sensoreinrichtungen nicht in günstige Positionen
verstellbar sind, sondern eine vorbestimmte feste Position einnehmen,
die unter Umständen
bezüglich
den auftretenden Kräften
ungünstig sein
kann.
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Die
Druckschrift
DE 101
31 168 A1 beschreibt eine Vorrichtung zur Befestigung eines
Sensors auf der bezüglich
eines Rads inneren Seite eines Ventils. Dabei ist ein Adapter zwischen
dem Ventil und dem Sensor vorgesehen, welcher eine beliebige Positionierung
und Beabstandung des Sensors ermöglicht.
Hier gilt das oben Gesagte, wonach ebenfalls ein spezielles Ventil
derart ausgebildet werden muss, dass der Adapter an dem Ventil angebracht
werden kann.
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Somit
liegt der vorliegenden Erfindung die Augabe zugrunde, die oben genannten
Nachteile zu beseitigen, insbesondere eine Vorrichtung zu schaffen,
welche die Möglichkeit
bietet, mit minimalem Aufwand unterschiedliche Sensoren in verschiedenen Rädern lagegünstig fixieren
zu können,
ohne spezielle Ventile ausgestalten zu müssen.
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Diese
Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die
Vorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.
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Die
der vorliegenden Erfindung zugrunde liegende Idee besteht darin,
dass die Vorrichtung zur Befestigung einer Sensoreinrichtung an
einer Felge eines Kraftfahrzeuges einen Fußabschnitt für eine Befestigung
der Vorrichtung an einem Abschnitt der Felge, wobei der Fußabschnitt
in eine zugeordnete Öffnung
in der Felge arretierbar ist; und einen Kopfabschnitt für eine Befestigung
der Sensoreinrichtung an der Vorrichtung aufweist, wobei der Kopfabschnitt komplementär zu einem
zugeordneten Anschlussbereich der Sensoreinrichtung derart ausgebildet
ist, dass die Sensoreinrichtung relativ zu dem Kopfabschnitt verstellbar
ist.
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Die
erfindungsgemäße Vorrichtung
mit den Merkmalen des Anspruchs 1 weist gegenüber den bekannten Lösungsansätzen gemäß dem Stand
der Technik den Vorteil auf, dass unterschiedliche Sensoren in allen
handelsüblichen
Rädern,
beispielsweise Leichtmetallrädern,
fixiert werden können.
Dadurch wird einerseits die Sicherheit erhöht und gleichzeitig werden
der Integrationsprozess erleichtert und somit die Kosten reduziert.
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Ferner
sind für
verschiedene Sensoreinrichtungen verschiedene Vorrichtungen verwendbar, welche
auf die jeweilige Sensoreinrichtung und die jeweilige Felge geeignet
ausgebildet sind, um eine lagegünstige
Position der entsprechenden Sensoreinrichtung an jeder beliebigen
Felge zu gewährleisten.
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Durch
den Einsatz verschiedenster Geometrien der Vorrichtung ist es möglich, unterschiedlichste Sensoriken
an der Felge zu befestigen, ohne anderweitige Modifikationen an
dem Rad oder der Sensoreinrichtung vornehmen zu müssen.
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Ferner
wird keine Gewindebohrung in der Felge bzw. im Leichtmetallrad benötigt, welche
aufgrund der spröden
Eigenschaften von beispielsweise Aluminium in der Regel lediglich
einmal zum Einschrauben einer Vorrichtung verwendet werden kann.
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In
den Unteransprüchen
finden sich vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen der
im Anspruch 1 angegebenen Vorrichtung.
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Gemäß einer
bevorzugten Weiterbildung ist der Fußabschnitt in Form eines Spreizdübels mit mehreren
Biegeabschnitten ausgebildet. Somit kann der Fußabschnitt auf einfache Weise
in die zugeordnete Öffnung
in der Felge eingesetzt bzw. eingesteckt werden.
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Gemäß einer
weiteren bevorzugten Weiterbildung weist der Fußabschnitt ein vorzugsweise
mittiges Innengewinde auf. In dieses Innengewinde kann von Seiten
der Sensoreinrichtung her eine Schraube derart eingedreht werden,
dass die Biegeabschnitte des Fußabschnitts
radial nach außen
gebogen werden, wodurch der Fußabschnitt
in der zugeordneten Öffnung
verspannt bzw. verklemmt wird.
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Der
Fußabschnitt
weist vorzugsweise an der äußeren Umfangsfläche ein
Profil auf, welches eine Arretierung der Vorrichtung in der Öffnung unterstützt. Dieses
Profil kann verschiedenartig ausgestaltet sein, beispielsweise rillenförmig oder
durch Hinterschneidungen gebildete Kantenbereiche. Durch einen derartig
ausgebildeten Fußabschnitt
wird für eine
Anbrin gung der Vorrichtung an der Felge lediglich eine Bohrung,
beispielsweise eine Sackbohrung, an einer geeigneten Stelle der
Felge benötigt.
Der damit verbundene Aufwand ist sehr gering und kostengünstig.
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Gemäß einem
weiteren Ausführungsbeispiel ist
der Kopfabschnitt der Vorrichtung im wesentlichen halbkugelförmig, schalenförmig, pilzförmig oder
dergleichen ausgebildet. Dies ermöglicht eine einfache Aufnahme
des Kopfabschnitts in einem zugeordneten Anschlussbereich der Sensoreinrichtung,
wobei aufgrund der runden Ausgestaltung des Kopfabschnitts die Position
der Sensoreinrichtung relativ zu der Vorrichtung veränderbar
ist.
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Der
Kopfabschnitt weist beispielsweise ferner ein vorzugsweise mittiges
Durchgangsloch auf, welches mit dem Innengewindeabschnitt des Fußabschnitts
fluchten kann. Somit kann bei Ausgestaltung der Sensoreinrichtung
mit einem geeigneten Durchgangsloch die Sensoreinrichtung mittels
einer Schraube fest an der Vorrichtung befestigt und gleichzeitig
die Vorrichtung in der zugeordneten Öffnung in der Felge verspannt
werden.
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Gemäß einem
weiteren Ausführungsbeispiel ist
die Öffnung
in der Felge im Schrägschulterbereich des
Tiefbetts der Felge vorgesehen. Dabei ist vorzugsweise die Vorrichtung
an einem Bereich der Felge zu befestigen, welcher eine vergrößerte Wandstärke aufweist,
um den auftretenden Kräften,
wie beispielsweise der Zentrifugalkraft beim Drehen des Rades, sowie
Erschütterungs-
und Beschleunigungskräften
entgegen zu wirken. Die Vorrichtung ist dafür vorzugsweise derart ausgebildet
und angeordnet, dass die Sensoreinrichtung im montierten Zustand an
dem Tiefbett der Felge und in dem Inneren des Reifens vorzugsweise
eben zur Anlage gelangt.
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Gemäß einer
weiteren bevorzugten Weiterbildung sind der Fußabschnitt und der Kopfabschnitt einteilig
miteinander ausgebildet. Die Vorrichtung ist ferner vorzugsweise
aus Metall oder Kunststoff hergestellt. Es kann beispielsweise zusätzlich ein Schraubensicherungsmaterial,
wie beispielsweise Locktide, verwendet werden, um die Verbindung
zwischen der Vorrichtung und der Sensoreinrichtung und/oder zwischen
der Vorrichtung und der Felge durch die Schraube zusätzlich abzusichern.
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Als
Sensoreinrichtung findet beispielsweise ein Reifendrucksensor oder
ein Temperatursensor Verwendung.
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Ausführungsbespiele
der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und in der nachfolgenden
Beschreibung näher
erläutert.
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Dabei
zeigen:
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1 eine
Vorderansicht einer erfindungsgemäßen Vorrichtung gemäß einem
Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung;
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2 eine
Querschnittsansicht der Vorrichtung entlang der Linie A-A in 1;
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3 eine
Unteransicht der Vorrichtung gemäß dem Ausführungsbeispiel
der 1 und 2;
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4 eine
perspektivische Ansicht der Vorrichtung gemäß den 1 bis 3;
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5 eine
Querschnittsansicht einer mittels der Vorrichtung an der Felge montierten
Sensoreinrichtung ge mäß einem
Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung; und
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6 eine
perspektivische Ansicht einer mit einer Sensoreinrichtung verbundenen
Vorrichtung gemäß einem
Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung.
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In
den Figuren bezeichnen gleiche Bezugszeichen gleiche oder funktionsgleiche
Komponenten.
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1 illustriert
eine Vorderansicht einer erfindungsgemäßen Vorrichtung 1 zur
Befestigung einer Sensoreinrichtung an beispielsweise einer Felge eines
Kraftfahrzeuges gemäß einem
bevorzugten Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung. Die Vorrichtung 1 wird im folgenden
als Adapter 1 bezeichnet.
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Der
Adapter 1 besteht vorzugsweise aus einem Fußabschnitt 2 und
einem Kopfabschnitt 3, welche beispielsweise einteilig
miteinander ausgebildet sind und aus Metall oder Kunststoff, also
vorzugsweise aus einem widerstandsfähigen Material, hergestellt
sind.
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Der
Fußabschnitt 2 ist
vorzugsweise spreizdübelförmig ausgebildet
und weist mehrere Biegeabschnitte 20 bzw. Spreizabschnitte 20 auf,
welche jeweils in Richtung des Endes 21 des Fußabschnitts 2 beispielsweise
verjüngt
ausgebildet sind. Gemäß dem vorliegenden
Ausführungsbeispiel
besitzt der Fußabschnitt 2 an
seiner Umfangsfläche
ein Profil 22, welches beispielsweise rillenförmig, stufenförmig, kegelstumpfförmig (wie
in 1 dargestellt), oder dergleichen ausgebildet sein
kann, um eine Arretierung in einer zugeordneten Öffnung in der Felge des Kraftfahrzeuges
zu unterstützen,
was weiter unten ausführlicher
beschrieben wird. Der Fußabschnitt 2 ist
vorzugsweise ferner mit einem Innengewinde (nicht darge stellt) ausgebildet,
welches einem Einschrauben einer später erläuterten Verbindungsschraube
dient. Das Innengewinde ist vorzugsweise mittig im Fußabschnitt 2 angeordnet.
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Der
Kopfabschnitt 3 des Adapters 1 ist vorzugsweise
derart mit dem Fußabschnitt 2 einteilig ausgebildet,
dass die Längsachsen
des Fußabschnitts 2 und
des Kopfabschnitts 3 zusammenfallen. Der Kopfabschnitt 3 weist
beispielsweise eine pilzförmige
Kontur, wie in 1 dargestellt, auf. Es ist jedoch
für einen
Fachmann offensichtlich, dass andere Konturen ebenfalls möglich sind,
wie beispielsweise eine halbkugelförmige oder eine schalenförmige Kontur.
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2 illustriert
eine Seitenquerschnittsansicht des Adapters 1 aus 1,
wobei ersichtlich ist, dass ein Durchgangsloch 30 in dem
Kopfabschnitt 3 vorgesehen ist, welches vorzugsweise ebenfalls
mittig angeordnet ist. Das Durchgangsloch 30 fluchtet gemäß dem vorliegenden
Ausführungsbeispiel
mit dem Innengewinde 23 des Fußabschnitts 2. Das Durchgangsloch 30 weist
ferner einen Durchmesser D auf, welcher entsprechend einer einzusetzenden Verbindungsschraube
und entsprechend dem Durchmesser des Innengewindes 23 des
Fußabschnitts 2 auszubilden
ist.
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In 2 ist
ferner ersichtlich, dass der Durchmesser des Innengewindes 23 des
Fußabschnitts 2 in
Richtung des Endes 21 des Fußabschnitts 2 stetig
abnimmt, ausgehend von beispielsweise ebenfalls dem Durchmesser
D, um im Falle einer eingeschraubten Verbindungsschraube eine Spreizwirkung
auf die Biegeabschnitte 20 bewirken zu können. Dies
wird weiter unten ausführlicher
beschrieben.
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3 zeigt
eine Unteransicht und 4 eine perspektivische Ansicht
des Adapters 1 aus den 1 und 2,
wobei er sichtlich ist, dass der Fußabschnitt 2 gemäß dem vorliegenden
Ausführungsbeispiel
vier symmetrisch zueinander angeordnete Biegeabschnitte 20 aufweist,
welche beispielsweise durch einen parallel zur Längsachse angeordneten Spalt
jeweils voneinander beabstandet sind.
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Anhand
der 5 und 6 wird im folgenden die Funktionsweise
des Adapters 1 näher
erläutert.
Dabei zeigt 5 eine Seitenquerschnittsansicht
des an einer Kraftfahrzeugfelge 4 montierten Adapters 1,
an welchem eine Sensoreinrichtung 5 befestigt ist, und 6 eine
perspektivische Ansicht eines Adapters 1, an welchem die
Sensoreinrichtung 5 befestigt ist, jeweils dargestellt
gemäß einem
bevorzugten Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung.
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Wie
in den 5 und 6 ersichtlich ist, wird der
Adapter 1 mit einer Sensoreinrichtung 5, beispielsweise
einem Luftdrucksensor oder einem Temperatursensor, derart verbunden,
dass der Kopfabschnitt 3 des Adapters 1 in einen
zugeordneten Anschlussbereich 50 der Sensoreinrichtung 5 vorzugsweise
passgenau eingreift. Der Kopfabschnitt 3 des Adapters 1 ist
dafür entsprechend
der zu verwendenden Sensoreinrichtung komplementär zu dem zugeordneten Anschlussbereich 50 der
zu verwendenden Sensoreinrichtung auszubilden, wobei im vorliegenden
Ausführungsbeispiel
ein runder Anschlussbereich 50 zur Aufnahme des pilzförmigen Kopfabschnitts 3 vorgesehen
ist.
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Ferner
ist in dem Anschlussbereich 50 der Sensoreinrichtung ein
Durchgangsloch 51 ausgebildet, durch welches eine nicht
dargestellte Verbindungsschraube sensorseitig hindurchgeführt und durch
das Durchgangsloch 30 des Kopfabschnitts 3 des
Adapters 1 hindurch in das Innengewinde 23 des Fußabschnitts 2 eingeschraubt
werden kann.
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Für eine Befestigung
der zu gewünschten Sensoreinrichtung 5 ist
an der Kraftfahrzeugfelge 4 lediglich eine Bohrung 40 notwendig,
welche beispielsweise als Sackbohrung ausgebildet ist. Die Bohrung 40 ist
beispielsweise derart vorgesehen, dass sich die gesamte Anordnung
in einem Bereich mit einer vergrößerten Wandstärke der
Felge 4 im montierten Zustand befindet, wie beispielsweise
in dem sogenannten Hump-Bereich, in welchem auch das Luftventil
vorzugsweise vorgesehen ist. Der zeitliche Aufwand zum Herstellen
dieser lediglich notwendigen Bohrung 40 ist gegenüber den
notwendigen Maßnahmen
gemäß dem Stand
der Technik äußerst gering,
wodurch die anfallenden Kosten reduziert werden können. Die
Sackbohrung 40 der Kraftfahrzeugfelge 4 ist vorzugsweise
mit einem derartigen Durchmesser auszubilden, dass der Fußabschnitt 2 auf
einfache Weise in die Öffnung 40 eingedrückt, gesteckt,
gehämmert
etc. werden kann, d.h. der Durchmesser der Sackbohrung 40 entspricht
in etwa dem Außendurchmesser
des Fußabschnitts 2 des
Adapters 1 für
eine in etwa formschlüssige
Aufnahme desselben.
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Wie
in 5 ersichtlich ist, wird bei einer Montage zunächst der
Adapter 1 mit seinem Fußabschnitt 2 in die
Sackbohrung 40 der Kraftfahrzeugfelge 4 vorzugsweise
passgenau eingesetzt, wobei anschließend die Sensoreinrichtung 5 mit
ihrem zugeordneten Anschlussbereich 50 auf dem Kopfabschnitt 3 des
Adapters 1 aufgesetzt wird. Aufgrund der vorzugsweise runden,
glatten Verbindungsfläche zwischen
dem Kopfabschnitt 3 des Adapters 1 und dem Anschlussbereich 50 der
Sensoreinrichtung 5 kann die Sensoreinrichtung 50 nun
derart relativ zu dem Kopfabschnitt 3 des Adapters 1 ausgerichtet bzw.
verstellt werden, dass sie eine vorteilhafte Lage bezüglich der
Kraftfahrzeugfelge 4 einnimmt. Beispielsweise kann die
Sackbohrung 40 in dem Schrägschulterbereich 41 des
Tiefbetts 42 der Kraftfahrzeugfelge 4 vorgesehen
werden, um eine Ausrich tung der Sensoreinrichtung 5 derart
zu gewährleisten,
dass die Sensoreinrichtung 5 im montierten Zustand eben
im Tiefbett 42 der Felge 4 und in dem Inneren
des Reifens zur Anlage gelangt. Dadurch wird eine zusätzliche
Stabilität
der Anordnung bezüglich
den oben beschriebenen auftretenden Kräften gewährleistet.
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Zur
Arretierung der Anordnung wird anschließend eine nicht dargestellte
Verbindungsschraube nach einem vorteilhaften Ausrichten der Sensoreinrichtung 5 bezüglich des
Tiefbetts 42 der Felge 4 durch das Durchgangsloch 51 der
Sensoreinrichtung hindurch, welches beispielsweise als selbstzentrierendes
Senkloch ausgebildet ist, und durch das Durchgangsloch 30 des
Kopfabschnitts 3 hindurch in das sich in der Bohrung 40 befindliche
Innengewinde 23 des Fußabschnitts 2 eingeschraubt. Dadurch
kommt es aufgrund der oben beschriebenen Ausgestaltung der Biegeabschnitte 20 zu
einem Spreizeffekt, d.h. durch das Eindrehen der Verbindungsschraube
in das Innengewinde 23 werden die Biegeabschnitte 20 jeweils
gegen die Innenfläche
der Sackbohrung 40 verspannt. Somit wird mittels der Verbindungsschraube
sowohl die Sensoreinrichtung 5 in der gewünschten
Ausrichtung fest an dem Adapter 1 befestigt als auch der
Adapter 1 fest in der Bohrung 40 der Kraftfahrzeugfelge 4 auf
einfache Weise mittels eines einzigen Schraubvorgangs verspannt.
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Für eine zusätzliche
Absicherung der jeweiligen Verbindungen können zusätzliche Schraubensicherungsmaterialien,
wie beispielsweise Locktide, verwendet werden.
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Obwohl
die vorliegende Erfindung anhand bevorzugter Ausführungsbeispiele
vorstehend beschrieben wurde, ist sie darauf nicht beschränkt, sondern
auf vielfältige
Weise modifizierbar.