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Querverweis auf verwandte Patentanmeldungen
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Die
vorliegende Patentanmeldung beansprucht die Priorität der vorläufigen US-amerikanischen
Patentanmeldungen Nr. 60/897,137 und 60/897,136, die beide am 24.
Januar 2007 eingereicht wurden.
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Hintergrund der Erfindung
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Die
vorliegende Erfindung betrifft allgemein einen Reifendrucküberwachungssensor
und ein Verfahren zum Einbauen und Befestigen eines Reifendrucküberwachungssensors.
Spezieller betrifft die vorliegende Erfindung eine Reifendrucküberwachung,
die Merkmale zur Verbesserung von Einbau, Befestigung und Montage
an einem Rad beinhaltet.
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Ein
Reifendrucküberwachungssensor
wird üblicherweise
an einen Ventilschaft montiert, der sich durch die Reifenfelge hindurch
erstreckt. Üblicherweise
wird ein gummibeschichteter Steckventilschaft durch eine Öffnung in
der Reifenfelge gezogen und hält
die Elastizität
der Gummibeschichtung das Ventil und den Reifendrucküberwachungssensor
an Ort und Stelle. In manchen Konfigurationen wird der Reifendrucküberwachungssensor
mit einem Gewindeelement an dem Ventilschaft angebracht. Während des
Betriebs und bei hohen Drehzahlen des Rades können das zusätzliche
Gewicht und die zusätzliche Masse
des Reifendrucküberwachungssensors
dazu führen,
dass sich der Reifendrucküberwachungssensor
abhebt oder von der Reifenfelge weg nach außen bewegt wird. Die Bewegung
des Reifendrucküberwachungssensors
nach außen
wird auf den Ventilschaft übertragen,
der sich durch die Reifenfelge erstreckt. Die so erzeugte Belastung
und Kraft bewirkt eine Bewegung des Ventilschafts, die wiederum
zum Austreten von Luft oder dem Verlust des Halts an dem Rad führen kann.
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Dementsprechend
ist es wünschenswert,
einen Reifendrucküberwachungssensor
und ein Montageverfahren zu entwickeln, der/das die Wahrscheinlichkeit
von Undichtigkeiten verringert.
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Zusammenfassung der Erfindung
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Ein
beispielhafter Reifendrucküberwachungssensor
beinhaltet elastische Federelemente, um während des Betriebs besseren
Halt zu geben und Bewegung zu widerstehen. Eine Federklammer stellt
eine Vorspannkraft gegen eine äußere Fläche der
Reifenfelge bereit. Das Gummigehäuse
wird in die Öffnung
in der Reifenfelge montiert und bleibt aufgrund der Vorspannkraft,
die von der Federklammer ausgeübt
wird, an ihrem Platz.
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Eine
weitere beispielhafte Reifendrucküberwachungsbaugruppe beinhaltet
ein Reifendrucküberwachungssensor-Gehäuse, das
durch ein Halteelement an dem Gummigehäuse gehalten wird. Das Halteelement
greift in einen Federeinsatz ein, der innerhalb des Gummigehäuses angeordnet
ist. Der Federeinsatz spannt das Gummigehäuse nach außen vor, sodass es die Außenfläche der
Reifenfelge überlappt
und dadurch die Reifendrucküberwachungsbaugruppe
sicher befestigt.
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Noch
ein weiterer beispielhafter Federeinsatz wird innerhalb der Bohrung
des Gummigehäuses
eingesetzt und radial ausgedehnt, sobald er mit einem Dorn oder
dem Ventilkörper
in Eingriff gelangt. Der Federeinsatz besitzt eine Vorderkante,
die mit dem Dorn oder Ventilschaft in Eingriff gelangt. Das Ineinandergreifen
des Ventilschafts mit dem Federeinsatz bewirkt, dass ein Teil des
Federeinsatzes radial nach außen getrieben
wird. Diese radial nach außen
gerichtete Bewegung des Federeinsatzes bewirkt eine entsprechende
radiale Ausdehnung des Gummigehäuses,
die eine Vorspannung in einer Richtung radial nach außen gegen
die Innenwände der Öffnung bewirkt,
um eine mechanische Vorspannung bereitzustellen, die die Position
des Reifendrucküberwachungsventils
in der Reifenfelge stärkt.
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Dementsprechend
stellen die beispielhaften Reifendrucküberwachungsbaugruppen eine
verbesserte Halterung für
die Ventilschäfte
bereit, um im Wesentlichen unerwünschte
Bewegung während
des Betriebs zu verhindern.
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Diese
und andere Merkmale der vorliegenden Erfindung werden am besten
verständlich
anhand der nachstehenden Beschreibung und der Zeichnungen, die im
Folgenden kurz beschrieben werden.
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Kurze Beschreibung der Zeichnungen
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1 ist
eine schematische Darstellung einer Reifenfelge und eines Reifens,
die/der eine beispielhafte Reifendrucküberwachungsbaugruppe enthält.
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2 ist
eine seitliche Ansicht einer beispielhaften Ventilbaugruppe.
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3 ist
eine Schnittansicht einer Ventilschaftbaugruppe, die an eine Reifenfelge
montiert ist.
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4 ist
eine Schnittansicht des Ventilschafts aus 3 während der
Montage an die Reifenfelge.
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5 ist
eine Schnittansicht einer weiteren Ventilschaftbaugruppe während der
Montage an die Reifenfelge.
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6 ist
eine Schnittansicht des Ventilschafts aus 5, der an
die Reifenfelge montiert ist.
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7 ist
eine Schnittansicht noch einer weiteren Ventilschaftbaugruppe während der
Montage an die Reifenfelge.
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8 ist
eine Schnittansicht des Ventilschafts aus 7, der an
die Reifenfelge montiert ist.
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9 ist
eine Schnittansicht einer Reifendrucküberwachungsbaugruppe, die an
die Reifenfelge montiert wird.
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10 ist
eine Schnittansicht einer Reifendrucküberwachungsbaugruppe, die an
die Reifenfelge montiert ist.
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11 ist
eine Schnittansicht einer weiteren Reifendrucküberwachungsbaugruppe während eines
Zwischenschritts der Montage.
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12 ist
eine Schnittansicht der Reifendrucküberwachungsbaugruppe, die an
die Reifenfelge montiert ist.
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Ausführliche
Beschreibung der bevorzugten Ausführungsform
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Es
wird Bezug genommen auf 1; ein Reifen 12 ist
auf eine Reifenfelge 10 montiert und beinhaltet eine Reifendrucküberwachungsbaugruppe 16.
Die Reifendrucküberwachungsbaugruppe 16 beinhaltet
einen Ventilschaft 18, welcher sich durch eine Öffnung 14 in
der Reifenfelge 10 erstreckt, und einen Reifendrucküberwachungssensor 20,
der an dem Ventilschaft 18 angebracht ist. Der Reifendrucküberwachungssensor 20 wird durch
den Ventilschaft 18 gehalten, der wiederum in die Reifenfelge 10 in
der Öffnung 14 aufgenommen
und befestigt ist. Der Reifendrucküberwachungssensor 20 beinhaltet
Vorrichtungen zum Überwachen
und Melden von Bedingungen innerhalb des Reifens 12, beispielsweise
etwa Luftdruck und Temperatur.
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Es
wird nun Bezug genommen auf 2; die beispielhafte
Reifendrucküberwachungsbaugruppe 16 beinhaltet
eine Federklammer 26, die eine Vorspannkraft gegen eine äußere Fläche 28 der
Reifenfelge 10 bereitstellt. Der Ventilschaft 18 ist
mindestens teilweise innerhalb eines Gummigehäuses 24 angeordnet.
Das Gummigehäuse 24 ist
in die Öffnung 14 in
der Reifenfelge 10 montiert und bleibt in seiner Position
aufgrund der Vorspannkraft, die von der Federklammer 26 ausgeübt wird.
Das Gummigehäuse 24 erstreckt
sich ebenfalls durch die Öffnung 14 und
stellt einen im Wesentlichen festen Sitz innerhalb der Öffnung 14 bereit,
indem es sich von der Öffnung 14 radial
nach außen
ausdehnt.
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Der
Ventilschaft 18 beinhaltet eine Auskehlung 26,
in der die Federklammer 26 montiert ist. Die Auskehlung 26 stellt
eine sichere Befestigung der Federklammer 26 an dem Ventilschaft 18 und
damit auch der Reifendrucküberwachungsbaugruppe 16 bereit.
Die Federklammer 26 ist radial nach innen verformbar, um
das Einsetzen der Reifendrucküberwachungsbaugruppe 16 und
speziell des Ventilschafts 18 durch die Öffnung 14 zu
ermöglichen. Wenn
die Baugruppe durch die Öffnung 14 gezogen wird,
dehnt sich die Federklammer 26 radial nach außen aus,
um ein Zurückrutschen
durch die Öffnung 14 zu
verhindern.
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Die
beispielhafte Federklammer 26 ist in dem Gummigehäuse 24 eingekapselt
und übt
eine Vorspannkraft aus, die gegen einen rückseitigen Flansch 30 wirkt.
Die Vorspannkraft der Federklammer 26 gegen den rückseitigen
Flansch 30 wirkt zusammen, um eine gewünschte Position der Reifendrucküberwachungsbaugruppe 16 innerhalb
der Reifenfelge 10 beizubehalten.
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Es
wird nun Bezug genommen auf die 3 und 4;
eine weitere Reifendrucküberwachungsbaugruppe 40 beinhaltet
ein (nur teilweise dargestelltes) Reifendrucküberwachungssensor-Gehäuse 92,
das an der Reifenfelge 10 montiert ist. Das Reifendrucküberwachungssensor-Gehäuse 92 wird durch
ein Halteelement 54 in einem Gummigehäuse 44 gehalten. Das
Halteelement 54 gelangt in Eingriff mit einem Spiralfedereinsatz 48,
der in dem Gummigehäuse 44 angeordnet
ist.
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Der
Spiralfedereinsatz 48 beinhaltet einen ersten Durchmesser 50 und
einen zweiten Durchmesser 52. Der zweite Durchmesser 52 ist
größer als der
erste Durchmesser 50 und die Öffnung 14 in der Reifenfelge 10.
Der zweite Durchmesser des Spiralfedereinsatzes 48 spannt
das Gummigehäuse 44 nach
außen
vor, sodass es die äußere Fläche der Reifenfelge 10 überlappt.
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Während der
Montage der Reifendrucküberwachungsbaugruppe 40 zieht
eine Zugkraft in der Richtung, die durch den Pfeil 58 angezeigt
ist, das Gummigehäuse 44 durch
die Öffnung 14.
Die Zugkraft in der Richtung 58 streckt das Gummigehäuse 44 und
den Spiralfedereinsatz 48, um zu bewirken, dass sich der
Außendurchmesser
verringert und radial kleiner wird. Der größere zweite Durchmesser 52 des
Spiralfedereinsatzes 48 wird ebenfalls kleiner, um das
Einsetzen des Gummigehäuses 44 durch
die Öffnung 14 zu
ermöglichen.
Das Gummigehäuse 44 und
dadurch die Reifendrucküberwachungsbaugruppe 40 werden
durch die Öffnung
gezogen, bis der Flansch 46 an eine innere Fläche der
Reifenfelge 10 anstößt. Sobald
der Flansch 46 an die innere Fläche stößt, kann die Kraft 58 aufgehoben
werden. Wenn die Kraft 58 aufgehoben wird, springt das
Gummigehäuse 44 radial
zurück
und dehnt sich über
die äußere Fläche der
Reifenfelge 10 aus, die die Öffnung 14 umgibt.
Das Zurückspringen
in den und Beibehalten des ursprünglichen
radialen Ausdehnungszustand(es) wird durch das Spiralfederelement 48 bewirkt.
Sobald die Kraft in der Richtung des Pfeils 58 aufgehoben
wird, wirkt nichts mehr der Vorspannkraft entgegen, die durch die
Spiralfeder 48 ausgeübt
wird, daher kehrt die Spiralfeder 48 wieder in ihre ursprüngliche
Form zurück
und treibt das Gummigehäuse
radial mit sich nach außen.
Die sichere Befestigung, die sich so ergibt, wird nicht nur durch
die Elastizität
des Gummigehäuses 44 bereitgestellt, sondern
auch durch die zusätzliche
Vorspannkraft, die von der Spiralfeder 48 ausgeübt wird,
und speziell durch den Teil mit großem Durchmesser 52.
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Es
wird nun Bezug genommen auf die 5 und 6;
eine weitere Reifendrucküberwachungsbaugruppe 70 hält das Reifendrucküberwachungssensor-Gehäuse 92 in
dem Gummigehäuse 44 mit
einem Federeinsatz 72 fest. Der beispielhafte Federeinsatz 72 beinhaltet
Wülste 76,
die mit dem Montageeinsatz 74 in Eingriff gelangen, um
das Reifendrucküberwachungssensor-Gehäuse 92 an
Ort und Stelle zu halten. Der beispielhafte Federeinsatz 72 umfasst
einen Streifen eines vorspannenden Materials mit Formgedächtnis,
sodass er in eine ursprüngliche
Form zurückkehrt,
wenn eine externe Kraft aufgehoben wird.
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Die
Zugkraft 58 bewirkt, dass das Gummigehäuse 44 und der Federeinsatz 72 in
die Länge
gestreckt werden und ihren Durchmesser verringern, damit sie durch
die Öffnung 14 eingesetzt
werden können.
Der Ventilschaft 42 wird in dem Gummigehäuse 44 gehalten
und bewegt sich daher axial in der Richtung des Pfeils 58.
Der Federeinsatz 72 kann aus Federstahl oder einem anderen
elastischen Material hergestellt sein, das wieder in eine gewünschte Form
zurückspringt.
In dem hier beschriebenen Beispiel ist der Federeinsatz 72 umgossen
oder in das Gummigehäuse 44 eingekapselt.
Der Federeinsatz 72 kann jedoch auch einfach in die Bohrung
des Gummigehäuses 44 eingesetzt
sein.
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Sobald
die axiale Zugkraft, die bei 58 angezeigt ist, aufgehoben
wird, springt der Federeinsatz 72 zurück und dehnt sich radial nach
außen
aus. Das Gummigehäuse 44 wird
dadurch radial nach außen getrieben,
um sich von der Öffnung 14 nach
außen zu
erstrecken. Ferner übt
die radiale Vorspannung des Federeinsatzes 72 eine Kraft
auf die innere Fläche
der Öffnung 14 aus,
die die Reifendrucküberwachungsbaugruppe 70 in
einer gewünschten
Position hält.
Die Aufhebung der axialen Kraft 58 bewirkt darüber hinaus,
dass der Ventilschaft 42 in eine näher gelegene axiale Position
zurückkehrt
wie in 6 gezeigt.
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Es
wird nun Bezug genommen auf die 7 und 8;
ein weiterer Federeinsatz 88 wird in die Bohrung eines
Gummigehäuses 84 eingesetzt und
radial ausgedehnt, sobald das Gehäuse mit einem Ventilkörper 82 in
Eingriff gelangt. Das Gummigehäuse 84 wird
zunächst
in die Öffnung 14 der
Reifenfelge 10 eingesetzt. Das Einsetzen des Gummigehäuses 84 kann
durch Ziehen oder Schieben wie in der Technik bekannt erfolgen.
Nachdem das Gummigehäuse 84 an
seinem Platz ist, wird der Federeinsatz 88 von einem inneren
Teil der Reifenfelge in einer Richtung, die durch die Pfeile 100 angegeben
ist, in das Gummigehäuse 84 eingeschoben.
Der Federeinsatz 88 beinhaltet einen Flanschteil 95,
der das Reifendrucküberwachungssensor-Gehäuse 92 mit dem
Gummigehäuse sind
dem Ventilschaft 82 in Eingriff bringt und sicher daran
befestigt.
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Das
Gummigehäuse 84 beinhaltet
einen Teil 98, der anfänglich
gleich groß oder
nur geringfügig größer ist
als die Öffnung 14,
um das Einsetzen und Montieren des Gummigehäuses in die Reifenfelge 10 zu
ermöglichen.
Anschließend
wird der Federeinsatz 88 in Richtung zur Außenseite
der Reifenfelge 10 in die Bohrung des Gummigehäuses eingeschoben. Der
Ventilschaft 82 wird durch das Gummigehäuse 84 zu dem Federeinsatz 88 nach
innen zur Reifenfelge 10 hin geschoben. Der Ventilschaft 82 beinhaltet Arretierungszähne 96.
Der Federeinsatz 88 beinhaltet eine vordere Flächenkonfiguration,
die in den Ventilschaft 82 eingreift. Ein weiteres Ineinandergreifen des
Ventilschafts 82 mit dem Federeinsatz 88 bewirkt,
dass Nockenbuckel 90 des Federeinsatzes 88 radial
nach außen
getrieben werden.
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Die
radial nach außen
gerichtete Bewegung der Nockenbuckel 90 des Federeinsatzes 88 bewirkt eine
entsprechende radiale Ausdehnung des Gummigehäuses 84 an dem Punkt 98.
Die radial nach außen
gerichtete Ausdehnung des Federeinsatzes 88 und des Gummigehäuses 84 erzeugt
eine Vorspannung in einer Richtung radial nach außen gegen
die inneren Wände
der Öffnung 14.
Diese mechanische Vorspannung, die durch das Eingreifen des Federeinsatzes 88 in
den Ventilschaft 82 erzeugt wird, stärkt die Position des Reifendrucküberwachungsventils
in der Öffnung 14.
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Die
Arretierungszähne 96 des
Ventilschafts 82 sind nach dem Einsetzen ferner in Eingriff
mit den Nockenbuckeln 90 und sichern und arretieren den Ventilschaft 82 an
Ort und Stelle. Darüber
hinaus arretieren die Arretierungszähne 96 den Federeinsatz in
der radial ausgedehnten Position.
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Es
wird nun Bezug genommen auf die 9 und 10;
ein weiterer beispielhafter Federeinsatz 110 beinhaltet
Nockenflächen 112,
zwischen die der Ventilschaft 82 eingesetzt wird, um die Nockenflächen 112 radial
nach außen
zu treiben. Der Ventilschaft 82 beinhaltet die Arretierungszähne 96, die
mit den Nockenflächen 112 in
Eingriff gelangen, um den Ventilschaft 82 an Ort und Stelle
sowie die radiale Position des Federeinsatzes 110 zu sichern. Der
Federeinsatz 110 beinhaltet einen Flanschteil 114,
der das Reifendrucküberwachungssensor-Gehäuse 92 sicher
an dem Gummigehäuse 84 und
damit an der Reifenfelge 10 befestigt. Der Federeinsatz 110 wird
in einer Bohrung des Gummigehäuses 84 und
in arretierendem Eingriff mit dem Ventilschaft 82 aufgenommen.
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Bei
der Montage wird eine Kraft in der Richtung 100 ausgeübt, um den
Federeinsatz 110 in die Bohrung des Gummigehäuses hineinzuschieben, und
drückt
eine entgegengesetzte Kraft 102 den Ventilschaft 82 in
Eingriff mit dem Federeinsatz 110. Das daraus resultierende
Ineinandergreifen von Federeinsatz 110 und Ventilschaft 82 treibt
das Gummigehäuse
radial nach außen,
sodass es sich über
einen Teil 98 auf die äußere Fläche der
Reifenfelge 10 vorwölbt
und diese überlappt.
Die nach außen
gerichtete radiale Vorspannung wird durch das arretierende Ineinandergreifen
der Nockenflächen 112 mit
den Arretierungszähnen 96 aufrechterhalten.
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Es
wird nun Bezug genommen auf die 11 und 12;
eine weitere Reifendrucküberwachungsbaugruppe 120 beinhaltet
das Gummigehäuse 84,
das durch die Öffnung 14 in
die Reifenfelge 10 eingesetzt wird. Ein Ventilschaft 82 wird
in dem Gummigehäuse 84 gehalten.
Eine Federklammer 122 wird durch eine nach innen weisende Öffnung in die
Bohrung des Gummigehäuses 84 eingesetzt.
Ein Dorn 126 wird ebenfalls durch die nach innen weisende Öffnung eingesetzt.
Die Federklammer 122 beinhaltet Nocken 124, die
mit einem Kopf des Dorns 126 in Eingriff gelangen. Der
Ventilschaft 82 greift nicht in die Federklammer 122 ein.
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Das
Gummigehäuse 84 wird
zunächst
von einer Innenseite der Reifenfelge 10 her in die Öffnung 14 geschoben
oder gezogen, bis der Flansch 94 an die innere Fläche der
Reifenfelge 10 anstößt. Danach wird
der Dorn 126 durch eine Öffnung im Gummigehäuse 84 und
in der Federklammer 122 eingesetzt. Der Dorn 126 und
die Federklammer 122 werden beide in die Bohrung des Gummigehäuses 84 eingesetzt.
Der Dorn 126 und die Federklammer 122 können auch
bereits vormontiert sein und in einem einzigen Arbeitsschritt in
die Reifenfelge 10 eingesetzt werden. Der Dorn 126 ist
länger
als die Federklammer 122; daher greift ein Flansch der
Federklammer vor einem Flansch des Dorns 126 in das Gummigehäuse 84 ein.
Der Dorn 126 wird ferner in der Bohrung des Gummigehäuses aufgenommen
und gelangt mit den Nocken 124 in Eingriff. Der Kopf des Dorns
treibt die Nocken 124 radial nach außen, um den Teil 98 des
Gummigehäuses
gegen die inneren Flächen
der Öffnung 14 auszudehnen.
Ferner überlappt
der Teil 98 die äußere Fläche der
Reifenfelge 10, die die Öffnung 14 umgibt,
um das Gummigehäuse 84 und
das Reifendrucküberwachungssensor-Gehäuse 92 sicher
zu befestigen.
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Der
Dorn beinhaltet eine Arretierung 128, die in die Nocken 124 einrastet,
um die radial nach außen
gerichtete Ausdehnung zu erhalten und den Dorn 126 an seinem
Platz zu arretieren. Ferner arretiert die radiale Ausdehnung der
Nocken 124 das Reifendrucküberwachungssensor-Gehäuse 92 an
der Reifenfelge 10, indem verhindert wird, dass der Dorn aus 124 durch
die Öffnung 14 zurückgezogen
wird. Wie leicht einzusehen ist, kann der Dorn 126, wenn er
einmal in die Nocken 124 eingerastet ist, nicht mehr entfernt
werden.
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Entsprechend
stellen die beispielhaften Reifendrucküberwachungsbaugruppen eine
verbesserte Halterung für
Ventilschäfte
bereit, um im Wesentlichen unerwünschte
Bewegung während
des Betriebs zu verhindern.
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Obwohl
vorstehend eine bevorzugte Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung beschrieben wird, ist für den Durchschnittsfachmann
auf diesem Gebiet der Technik erkennbar, dass gewisse Modifikationen
in den Schutzbereich der vorliegenden Erfindung fallen. Aus diesem
Grunde sollten die folgenden Patentansprüche durchgearbeitet werden,
um den wahren Umfang und Inhalt der vorliegenden Erfindung zu ermitteln.
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Zusammenfassung
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Ein
Reifendrucküberwachungssensor
beinhaltet elastische Federelemente als Halterung und um einer Bewegung
während
der Drehung des Rades entgegenzuwirken.