DE19630015A1 - Vorrichtung zur berührungsfreien elektrischen Messung des Reifendruckes an einem umlaufenden Reifen, insbesondere bei Kraftfahrzeugen - Google Patents
Vorrichtung zur berührungsfreien elektrischen Messung des Reifendruckes an einem umlaufenden Reifen, insbesondere bei KraftfahrzeugenInfo
- Publication number
- DE19630015A1 DE19630015A1 DE1996130015 DE19630015A DE19630015A1 DE 19630015 A1 DE19630015 A1 DE 19630015A1 DE 1996130015 DE1996130015 DE 1996130015 DE 19630015 A DE19630015 A DE 19630015A DE 19630015 A1 DE19630015 A1 DE 19630015A1
- Authority
- DE
- Germany
- Prior art keywords
- measuring
- layer
- pressure
- coil
- tire
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Withdrawn
Links
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B60—VEHICLES IN GENERAL
- B60C—VEHICLE TYRES; TYRE INFLATION; TYRE CHANGING; CONNECTING VALVES TO INFLATABLE ELASTIC BODIES IN GENERAL; DEVICES OR ARRANGEMENTS RELATED TO TYRES
- B60C23/00—Devices for measuring, signalling, controlling, or distributing tyre pressure or temperature, specially adapted for mounting on vehicles; Arrangement of tyre inflating devices on vehicles, e.g. of pumps or of tanks; Tyre cooling arrangements
- B60C23/02—Signalling devices actuated by tyre pressure
- B60C23/04—Signalling devices actuated by tyre pressure mounted on the wheel or tyre
- B60C23/0408—Signalling devices actuated by tyre pressure mounted on the wheel or tyre transmitting the signals by non-mechanical means from the wheel or tyre to a vehicle body mounted receiver
- B60C23/0422—Signalling devices actuated by tyre pressure mounted on the wheel or tyre transmitting the signals by non-mechanical means from the wheel or tyre to a vehicle body mounted receiver characterised by the type of signal transmission means
- B60C23/0425—Means comprising permanent magnets, e.g. Hall-effect or Reed-switches
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Measuring Fluid Pressure (AREA)
Description
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur berührungsfreien
elektrischen Messung des Reifendruckes an einem umlaufenden Rei
fen, insbesonders bei Kraftfahrzeugen, gemäß dem Oberbegriff des
Patentanspruchs 1.
Eine Reihe von bekannten Verfahren zur berührungsfreien elektri
schen Messung des Reifendruckes während der Rollbewegung des
Reifens beruhen auf elektronischer Telemetrie.
Ein solches Ver
fahren geht beispielsweise aus dem Artikel von Ulke, Butscher,
Voigt: "Elektronisches Reifendruck-Kontroll-System" in VDI-Be
richte Nr. 819, 1990, Seiten 207 bis 216 als bekannt hervor. Der
Druckaufnehmer befindet sich hierbei am umlaufenden Reifen. Das
Druckaufnehmersignal muß mit Hilfe einer umlaufenden Signalauf
bereitungs- und Senderelektronik mittels elektromagnetischer
Wellen an einen fahrzeugfesten Empfangsort übertragen werden.
Eine Empfangselektronik nimmt das mit dem Meßsignal modulierte
Übertragungssignal auf und führt es einer elektronischen Signal
auswertung zu. Zur Erzeugung des Übertragungssignal sind ver
schiedene Modulationsarten mit unterschiedlichen Vor- und Nach
teilen üblich, insbesondere Amplitudenmodulation, Frequenzmodu
lation und Pulsweitenmodulation. Kennzeichnend für die teleme
trischen Verfahren ist, daß am umlaufenden Meßort die Versor
gungsenergie für den Druckaufnehmer und die Signalaufbereitungs-
und Senderelektronik bereitgestellt werden muß. Dies kann durch
ebenfalls umlaufende elektrische Batterien erfolgen oder durch
Übertragung der elektrischen Energie per Funk oder mittels in
duktiver Drehübertrager. Insgesamt sind die auf Telemetrie beru
henden Verfahren in ihren verschiedenen Ausführungsformen tech
nisch sehr aufwendig, damit teuer und für den Serieneinsatz kaum
geeignet.
Desweiteren sind gattungsgemäße Vorrichtungen mit den Merkmalen
des Oberbegriffs des Anspruchs 1 bekannt, welche ohne Elektrik
im Rad auskommen. Ein entsprechender analoger Reifendruckgeber
für Kraftfahrzeuge geht beispielsweise aus der DE 30 18 246 Al
sowie aus der DE 32 08 869 C2 hervor. Ein Druckgeber wandelt
nach dem Prinzip der Druckmeßdose eine Änderung des Reifendruc
kes in eine Positionsänderung eines an der Felge angeordneten
Meßmagneten um. Zur Kompensation einsatzbedingter Lageänderungen
zwischen Rad und Radaufhängung ist ein Referenzmagnet vorgese
hen, der nicht vom Reifendruck beaufschlagt aber in der Nähe des
Meßmagneten ortsfest mit der sich drehenden Felge verbunden ist.
Ein an der Radaufhängung angebrachter Signalaufnehmer, z. B. eine
Induktionsspule, erfaßt bei jeder Radumdrehung das Feld des Meß
magneten und des Referenzmagnet. Die in der Induktionsspule in
duzierten Impulse liefern ein Maß für die Druckänderung im Rei
fen. Nachteilig an diesem Druckgeber ist, daß u. a. der druckab
hängig verstellbare Meßmagnet zu einer guten Auflösung einen
langen Verstellweg und damit eine vergleichsweise aufwendige Me
chanik, z. B. in Gestalt eines Faltenbalges benötigt. Desweiteren
wird eine aufwendige Signalaufbereitung benötigt, um aus indu
zierten Spannungsimpuls zuverlässig auf den Reifendruck schlie
ßen zu können.
Ferner ist in der DE 36 04 088 C2 ein magnetoelastischer Druck
sensor zur stationären Messung von Drücken offenbart, der unter
Verzicht auf mechanische Teile zuverlässig arbeitet und sich
durch einen geringen Herstellungsaufwand auszeichnet. Der Druck
sensor nutzt den magnetoeleastische Effekt, welcher als Umkeh
rung der Magnetostriktion verstanden werden kann und bei dem ei
ne elastische Dehnung eines ferromagnetischen Stoffes zu einer
magnetischen Permeabilitätsänderung führt. Die Permeabilitätsän
derung kann als elektrisch auswertbare Änderung einer Spulenin
duktivität aufgenommen werden. Konstruktiv besteht der bekannte
Drucksensor aus einem eine magnetostriktive Metallschicht tra
genden, im Meßabschnitt als Dehnhülse ausgebildeten Druckkörper
sowie einem Signalaufnehmer mit einer dem Meßabschnitt zugeord
neten Meßspule und einer Referenzspule. Bei in der Dehnhülse un
ter Einfluß eines anliegenden Druckes auftretenden mechanischen
Spannungen erfolgt über die magnetoelastische Kopplung in der
Metallschicht eine Änderung der magnetischen Permeabilität, wel
che in der Meßspule eine entsprechende Indukivitätsänderung her
vorruft und zur Generierung eines dem Druck analogen Spannungs
signals herangezogen wird. Als Auswerteschaltung ist eine einfa
che Trägerfrequenz-Elektronik geeignet. Da die Meß- und die Re
ferenzinduktivität zu einer elektrischen Halbbrücke verschaltet
sind, ist die Differenzinduktivität ein Maß für den zu messenden
Druck, wobei thermische Fehlereinflüsse eliminiert sind.
Aufgabe der Erfindung ist es, eine gattungsgemäße Vorrichtung
zur berührungsfreien Messung des Reifendruckes anzugeben, welche
durch einen einfachen, robusten, kleinen und kostengünstigen
Aufbau darstellbar ist.
Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst,
wobei die Merkmale der Unteransprüche vorteilhafte Aus- und Wei
terbildungen kennzeichnen.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung zur berührungslosen elektri
schen Messung von Reifendrücken am umlaufenden Reifen vermeidet
die oben angeführten Nachteile. Sie besitzt eine sehr kurze Bau
länge, ist mechanisch robust und einer rauhen physikalischen und
chemischen Umwelt gewachsen. Ein Auswechseln fehlerhafter Kompo
nenten ist leicht möglich. Zur Aufbereitung des Meßsignals ge
nügt eine einfache Elektronik zur Induktivitätsauswertung.
Weitere Einzelheiten und vorteilhafte Weiterbildungen der erfin
dungsgemäßen Vorrichtung ergeben sich aus weiteren Unteransprü
chen in Verbindung mit der folgenden Beschreibung.
Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung darge
stellt und werden nachstehend erläutert. Es zeigen:
Fig. 1 ein erstes Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen
Vorrichtung,
Fig. 2 ein zweites Ausführungsbeispiel und
Fig. 3 ein drittes Ausführungsbeispiel.
In den Fig. 1-3 der Zeichnung sind funktionell sich entspre
chenden Komponenten mit gleichen Positionszeichen gekenn
zeichnet.
In Fig. 1 ist die einfachste Ausführungsform der berührungsfrei
elektrisch messenden Vorrichtung zur Messung des Reifendrucks an
einem umlaufenden Reifen dargestellt. Die Radfelge 5, auf wel
cher der Reifen 6 befestigt ist, weist eine Bohrung zum Reifen
inneren auf, in welche der als Druckkammer 1 ausgebildete Druck
geber des magnetoelastischen Druckaufnehmers 7 luftdicht einge
baut ist. Durch die Bohrung wird auch das Innere der Druckkammer
1 mit dem Luftdruck des Reifens beaufschlagt. Die Druckkammer 1
ist aus einem nichtmagnetischen Edelstahl ringsum dickwandig
ausgeführt, ausgenommen eine Wand, die dünnwandig ausgeführt und
im folgenden als Boden bezeichnet ist. Dieser Boden ist vorzugs
weise außen beschichtet mit einer amorphen oder nanokristallinen
weichmagnetischen magnetostriktiven Metallschicht, welche eine
Meßschicht 2 bildet. Der mit der Meßschicht 2 beschichtete Boden
bildet somit eine magnetoelastische Druckmeßmembran.
Durch einen sehr kleinen (ca. 2 mm) Luftspalt 9 von der Meß
schicht 2 beabstandet und über einen mechanischen Träger 8 fest
mit dem Fahrzeug verbunden, ist eine Meßspule 3 mit einem
weichmagnetischen Joch 4 angeordnet. Das weichmagnetische Joch 4
und die Meßspule 3 bilden über den kleinen Luftspalt 9 mit der
amorphen weichmagnetischen magnetostriktiven Meßschicht 2 einen
magnetischen Meßkreis.
Die physikalische Wirkungsweise des Druckaufnehmers 7 ist nun
folgende: Eine Druckänderung im Reifen 6 wird in die Druckkammer
1 übertragen und bewirkt aufgrund der Nachgiebigkeit des dünn
wandigen Bodens in der Meßschicht 2 eine mechanische Spannung.
Durch die magnetoeleastische Kopplung wird die magnetische Per
meabilität der Meßschicht 2 druckproportional verändert. Diese
druckproportionale Änderung der magnetischen Permeabilität wirkt
sich in dem magnetischen Meßkreis 2, 3, 4 als elektrische Induk
tivitätsänderung der Meßspule 3 aus. Die Induktivitätsänderung
kann - über in der Zeichnung nur angedeutete Verbindungsleitun
gen - mit jeder elektronischen Schaltung, die auf Induktivität
sänderungen reagiert, z. B. einer einfachen Trägerfrequenz-Elek
tronik, in ein entsprechendes elektrisches Signal umgewandelt
werden, welches dann weiter elektronisch aufbereitet und verar
beitet werden kann.
Um thermisch bedingte Fehler weitgehend elektrisch kompensieren
zu können, wird die erfindungsgemäße Vorrichtung, wie in Fig. 2
gezeigt, weitergebildet.
In Fig. 2 ist der magnetische Meßkreis 2, 3, 4 um einen magneti
schen Referenzmeßkreis, bestehend aus einer der Druckkammer 1
benachbarten, ebenfalls umlaufenden Referenzmeßschicht 10 und
einem fahrzeugfesten, weichmagnetischen Joch 12 mit einer Refe
renzmeßspule 11 erweitert. Die Meßspule 3 und die Referenz
meßspule 11 sind durch eine nichtmetallische Distanzscheibe 13
getrennt. Über den mechanischen Träger 8 sind die beiden Meßspu
len 3, 11 mit ihren weichmagnetischen Jochen 4, 12 fest mit dem
Fahrzeug verbunden.
Der Referenzkreis ergänzt die Funktionsweise des bereits be
schriebenen magnetischen Meßkreises wie folgt: Die Referenzmeß
schicht 10 ist konstruktionsbedingt dem gleichen Temperaturfeld
wie die Meßschicht 2 ausgesetzt jedoch nicht dem Reifendruck.
Dadurch lassen sich thermisch bedingte Effekte in der Meßschicht
2 kompensieren durch ein aus dem Signal der Referenzmeßspule 11
abgeleitetes Kompensationssignal. Im einfachsten Fall werden die
beiden Meßspulen 3, 11 so miteinander verschaltet, z. B. durch
eine induktive Halbbrückenschaltung, daß ein Differenzsignal ge
bildet wird und sich die thermischen Effekte aus beiden Meß
schichten 2, 10 gegenseitig aufheben. Dadurch ist eine gute Kom
pensation der thermischen Nullpunktsdrift und der thermischen
Empfindlichkeitsänderung erreichbar. Für die Details der Ver
schaltung und elektronischen Auswertung wird auf die bereits an
geführte DE 36 04 088 02 verwiesen.
Durch Bildung eines Differenzsignals werden auch einsatzbedingte
Lageänderungen zwischen Rad und Radaufhängung kompensiert, da
der magnetische Meßkreis und der Referenzmeßkreis in gleicher
Weise von Lageänderungen betroffen sind.
Bei dem Ausführungsbeispiel in Fig. 3 sind die beiden Meßspulen
3, 16 nicht nebeneinander sondern untereinander angeordnet, wo
bei die Referenzmeßschicht 14 nicht umlaufend sondern fahrzeug
fest angeordnet ist. Über den mechanischen Träger 8 sind die
Meßspulen 3, 16 mit ihren weichmagnetischen Jochen 4, 15 fest
mit dem Fahrzeug verbunden. Die physikalische Funktionsweise
entspricht weitgehend der oben schon beschriebenen. Jedoch kön
nen aufgrund der fahrzeugfesten Anbringung der Referenzmeß
schicht 14 nur thermische Fehlereinflüsse aber keine Lageände
rungen zwischen Rad und Radaufhängung kompensiert werden.
Desweiteren unterscheiden sich die beiden alternativen Ausfüh
rungen der Fig. 2 und der Fig. 3 in der Anordnung des bean
spruchten Bauraumes, so daß gegebenenfalls der im Rad zur Verfü
gung stehende Bauraum über den Einsatz der entsprechenden Vari
ante entscheidet.
Bei umlaufendem Rad wird die Permeabilität der Meßschicht und
gegebenenfalls der Referenzschicht bei jeder Radumdrehung einmal
erfaßt. Die so erzeugten Impulse liefern ein Maß für Druckände
rungen im Reifen. Zur weiteren Unterdrückung von Störsignalen
kann vorgesehen sein, daß die Weiterleitung des Meßsignals an
eine nachfolgende Signalauswerteschaltung durch ein Raddrehzahl
signal synchronisiert wird.
Die elektronische Schaltung zur Auswertung der druckanalogen Än
derungen einer induktiven Halbbrücke ist als solche bekannt und
im Fachhandel als integrierter Schaltkreis erhältlich. Zur elek
tronischen Weiterverarbeitung liegt dann ausgangsseitig ein
spannungsanaloges Signal an. Wenn ein mikroprozessorkompatibles
Meßsignal gewünscht ist, können die Aufnehmerspulen in den Fre
quenzkreis einer Oszillatorschaltung geschaltet werden, um ein
frequenzanaloges Meßsignal zu erhalten.
Als Meß- bzw. Referenzschicht können Schichten aus einem amor
phen oder nanokristallinen, weichmagnetischen und magnetostrik
tiven (magnetoelastischen) Material mit einer im folgenden näher
erläuterten chemischen Zusammensetzung verwendet werden, wie sie
z. B. aus der DE 43 33 199 02 bekannt sind.
Die magnetoelastische Metallschichten bestehen hauptsächlich aus
Nickel mit Zusätzen von weniger als 8% Phosphor P, vorzugsweise
weniger als 3% Phosphor, weniger als 2% Antimon Sb und weniger
als 5% Kobalt Co, alle Angaben in Gewichtsprozenten. Der zu 100%
fehlende Gewichtsanteil wird vom Hauptbestandteil Nickel Ni ge
bildet. Jeder Zwischenwert aus den oben angegebenen Gehaltsbe
reichen ergibt eine für eine Meß- bzw. Referenzschicht taugliche
Stoffkombination. Dabei ist es auch möglich, anstelle von Kobalt
ein anderes Übergangsmetall zu verwenden, beispielsweise Eisen.
Außerdem kann anstelle von Antimon ein anderes Element der IV.-
oder V.-Hauptgruppe des Periodensystems, beispielsweise Blei,
Verwendung finden.
Das Übergangsmetall, hier Kobalt, bewirkt eine Anhebung der Kri
stallisationstemperatur der Meßschicht auf über 700° K und eine
Anhebung der Currietemperatur von Nickel. Dies sichert der Meß
schicht eine größere Langzeitabilität.
Das Element der IV.- oder V.-Hauptgruppe, hier Antimon Sb oder
Blei Pb, bewirkt durch den hohen Anteil an Atombindungen eine
beträchtliche Erhöhung des spezifischen elektrischen Widerstan
des, so daß eine besonders effiziente Dämpfung von eventuell in
duzierten Wirbelströmen gegeben ist.
Der Phosphorzusatz beeinflußt die Amorphizität und die magneti
sche Isotropie der Schicht und somit deren weichmagnetischen Ei
genschaften. Ein Phosphor-Anteil von mehr als 3% führt zu einer
Abnahme des Ferromagnetismus und somit zu einer Abnahme des ma
gnetostriktiven (magnetoelastischen) Effektes. Über die Steue
rung des Phosphoranteils lassen sich Schichten herstellen, die
in ihren magnetischen Eigenschaften von hoch weichmagnetisch bis
hoch nichtmagnetisch reichen.
Desweiteren hat sich gezeigt, daß durch Zugeben von geeigneten
eigenspannungsbeeinflussenden Verbindungen, wie z. B. Saccharin,
in das Herstellungs-Elektrolytbad die Eigenspannungen der
Schicht günstig beeinflußt werden, was zur Erhöhung der Magneto
elastizität und Druckspannung beiträgt.
Unter Verwendung der bereits aufgeführten Bestandteilen können
geeignete Zusammensetzungen der Meßschicht auch mit der chemi
schen Formel A1-xBx angegeben werden, wobei x Werte zwischen 0
und 1 annimmt. Dabei ist A eine Menge aus vorzugsweise zwei fer
romagnetischen Übergangsmetallen M1 und M2, insbesondere Ni für
Ml und Co für M2, und B eine Menge aus Metalloiden m1 und m2,
wobei P für m1 und Sb für m2 sein kann. Ein mögliches Mengenver
hältnis ist dabei (M10,9, M20,1)0,8(m10,5, m20,5)0.2. Grundsätz
lich wird die Magnetostriktionskonstante durch die Zusammenset
zung der Schicht beeinflußt. Bei kontinuierlicher Änderung des
Mengenverhältnisses M1 : M2 von 9 : 1 nach 1 : 9 geht die Magneto
striktionskonstante vom negativen zum positiven Vorzeichen über,
wobei bei einem Mengenverhältnis von ca. 1 : 1 eine minimale Ma
gnetostriktion durchlaufen wird.
Zum mechanischen und chemischen Schutz der Meßschicht kann als
Schutzschicht eine magnetoelastische Schicht mit einem höheren
Phosphor-Gehalt ( < 8% Phosphor) aufgebracht werden.
Allgemein kann das Aufbringen der magnetoelastischen Schicht auf
einen Träger erfolgen: a) durch atomares Aufwachsen, z. B. durch
elektrolytische Abscheidung mittels chemischer Ober
flächenreduktion oder mittels eines galvanischen Verfahrens mit
Strom von außen, b) durch ein physikalisches PVD (Physical Va
pour Deposition) oder chemisches (CVD, Chemical Vapour Deposi
tion) Aufdampfverfahren, c) durch Ionenimplantation d) durch
Kombinationen oder Variationen der genannten Verfahren. Bekann
ten Verfahren verwenden moderne Techniken wie Ultraschall, Laser
oder Plasma und dergleichen. Alternativ ist es möglich, ein ma
gnetoelastisches Bauteil massiv aus amorphem Werkstoff mittels
mechanischen Legierens der Bestandteile herzustellen.
Die oben ausführlich beschrieben Meßschicht ist mit einem chemi
schen Verfahren, nämlich mittels elektrolytischer Abscheidung
herstellbar. Bei diesem Herstellungsverfahren ist Phosphor als
Zusatz zum Elektrolyten notwendig. Die an der Meßschicht abge
schiedene Menge an Phosphor ist jedoch schwierig in reproduzier
barer Weise steuerbar, die sie von anderen Badparametern wie
z. B. Badtemperatur und pH-Wert abhängt. Wird zuviel Phosphor
(über 5%) abgeschieden, gehen der Ferromagnetismus und damit
auch die magnetoeleastischen Eigenschaften der Meßschicht verlo
ren. Das gewählte Herstellungsverfahren bedingt daher, daß die
wesentlichen magnetoelastischen Eigenschaften der Meßschicht
nicht genau reproduzierbar sind.
Es wurde daher ein galvanisches, von außen mit Strom gesteuertes
Verfahren zur Herstellung der magnetoelastischen Meßschicht ent
wickelt, bei dem kein Phosphor benötigt wird. Die galvanisch auf
dem Meßschichtträger abgeschiedene Meßschicht wird in einem Nic
kelsulfamatelektrolyten bei Gleichstrom mit weniger als 2 A/dm²
und einer Badtemperatur von ungefähr 50°C abgeschieden. Das Bad
setzt sich zusammen aus: 80 g/l Nickel, 35 g/l Borsäure, weniger
als 10 g/l Kobalt, weniger als 10 g/l Eisen, weniger als 1 g/l ei
nes Komplexbildners wie Zitronensäure oder einer anderen Karbon
säure bzw. deren lösliche Salze und weniger als 1 g/l einer
schwefelhaltigen oder selenhaltigen Substanz wie Saccharin oder
einer anderen schwefel- oder selenhaltigen organischen Substanz.
Auf diese Weise sind Meßschichten mit einer geeigneten Zusammen
setzung Ni<80(Co, Fe)<20S<1 herstellbar. Die ferromagnetischen
Übergangsmetalle Nickel Ni und besonders Eisen Fe bestimmen die
weichmagnetischen und magnetoelastischen Eigenschaften. Das fer
romagnetischen Übergangsmetall Kobalt Co bewirkt eine Anhebung
der Curietemperatur auf ca 700°C. Messungen haben ergeben, daß
es günstiger ist, einen höheren Fe-Anteil und einen geringeren
Co-Anteil in der Meßschicht zu haben, da sich bessere Eigen
schaften hinsichtlich der magnetischen Permeabilität, der Magne
tostriktionskonstante und der magnetomechnischen Hysterese erge
ben. Ein höherer Eisenanteil trägt auch zur Senkung der Herstel
lungskosten bei. Ab (Fe, Co)<20 wird die Magnetostriktionskon
stante kleiner und die magnetomechanische Hysterese größer. Der
nichtmetallische Schwefel S bewirkt eine mechanische Eigenspan
nung in der Meßschicht, welche zur Ausrichtung der magnetischen
Momente der ferromagnetischen Bestandteile der Meßschicht bei
trägt, was zu einer deutlichen Verbesserung der magnetoelasti
schen Eigenschaften der Meßschicht führt. Außerdem wird durch
den Schwefeleinbau die spezifische Leitfähigkeit der Meßschicht
günstig beeinflußt, womit Ummagnetisierungsverluste verringert
werden. Die Bor- und die Karbonsäuren halten die Metallionen Ni,
Co, Fe in Lösung bei einem pH-Wert von 3-4 und somit zur Ab
scheidung zur Verfügung.
Die Meßschichten sind nicht nur in der zuvor dargestellten Vor
richtung zur berührungslosen elektrischen Messung des Reifen
drucks einsetzbar sondern allgemein bei jeder Meßvorrichtung,
welche eine magnetoelastische Meßschicht verwendet.
Claims (12)
1. Vorrichtung zur berührungsfreien elektrischen Messung des
Reifendruckes an einem umlaufenden Reifen, insbesondere bei
Kraftfahrzeugen, mit einem vom Luftdruck des Reifens beauf
schlagten und mit dem Reifen umlaufenden signalgebenden Druckge
ber, welcher durch die Raddrehung an einem feststehenden Signal
aufnehmer vorbeibewegbar ist und beim Vorbeilauf mit diesem in
magnetischer Wechselwirkung steht,
dadurch gekennzeichnet,
daß der Druckgeber eine Druckmeßmembran mit einer durch eine
weichmagnetische, magnetoelastische Metallschicht gebildete Meß
schicht aufweist, deren druckabhängig veränderliche Permeabili
tät beim Vorbeilauf von dem Signalaufnehmer erfaßbar und zur Er
mittlung des Reifendruckes auswertbar ist.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß der Druckgeber als Druckkammer ausgebildet ist, die aus ei
nem nichtmagnetischen Material und ringsum dickwandig ausgeführt
ist, ausgenommen eine Wand, die dünnwandig ausgeführt und mit
der Meßschicht beschichtet ist und die Druckmeßmembran bildet.
3. Vorrichtung nach Anspruch 2,
dadurch gekennzeichnet,
daß der Signalaufnehmer eine Meßspule umfaßt, welche durch einen
Luftspalt von der Meßschicht beabstandet ist.
4. Vorrichtung nach Anspruch 3,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Meßspule und ein an ihr angeordnetes weichmagnetisches
Joch mit der Meßschicht bei deren Vorbeilauf einen magnetischen
Meßkreis bilden, bei dem eine druckabhängige Permeabilitätsände
rung in der Meßschicht als Induktivitätsänderung der Meßspule
meßbar ist.
5. Vorrichtung nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß in unmittelbarer Nachbarschaft der Meßschicht eine ebenfalls
mitumlaufende Referenzmeßschicht gleicher Zusammensetzung wie
die die Meßschicht angeordnet ist, die nicht vom Reifendruck be
aufschlagt ist und deren Permeabilität beim Vorbeilauf der Refe
renzschicht an einer feststehende Referenzmeßspule durch diese
erfaßbar ist.
6. Vorrichtung nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß zu der Meßspule benachbart eine Referenzmeßspule vorgesehen
ist, welche die Permeabilität einer feststehende, nicht mitum
laufenden Referenzmeßschicht aufnimmt, wobei Referenzmeßschicht
die gleiche Zusammensetzung wie die Meßspule aufweist.
7. Vorrichtung nach Anspruch 5 oder 6,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Meßspule und die Referenzmeßspule zu einer induktiven
Halbbrückenschaltung verschaltet sind.
8. Vorrichtung nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Meßschicht eine Zusammensetzung A1-xBx aufweist, wobei x
Werte zwischen 0 und 1 annimmt, A eine Menge aus vorzugsweise
zwei ferromagnetischen Übergangmetallen M1 und M2, insbesondere
Nickel (Ni) für M1 und Cobalt (Co) für M2, und B eine Menge aus
Metalloiden m1 und m2 ist, insbesondere Phosphor (P) für m1 und
Antimon (Sb) für m2.
9. Vorrichtung nach Anspruch 8,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Meßschicht ein Mengenverhältnis
(M10,9, M20,1)0,8(m10,5, m20,5)0.2aufweist.
10. Magnetoelastische Meßschicht für eine Meßvorrichtung, insbe
sondere eine Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Meßschicht mittels eines galvanischen, von außen mit
Strom gesteuerten Verfahren herstellbar ist und eine Zusammen
setzung Ni<80(Co, Fe)<20S<1 aufweist.
11. Magnetoelastische Meßschicht nach Anspruch 10,
dadurch gekennzeichnet,
daß die galvanisch auf einem Meßschichtträger abgeschiedene Meß
schicht in einem Nickelsulfamatelektrolyten bei Gleichstrom mit
weniger als 2 A/dm und einer Badtemperatur von ungefähr 50°C
abgeschieden wird.
12. Magnetoelastische Meßschicht nach Anspruch 11,
dadurch gekennzeichnet,
daß sich das Elektrolytbad zusammensetzt aus: 80 g/l Nickel,
35 g/l Borsäure, weniger als 10 g/l Kobalt, weniger als 10 g/l Ei sen, weniger als 1 g/l eines Komplexbildners wie Zitronensäure oder einer anderen Karbonsäure bzw. deren lösliche Salze und we niger als 1 g/l einer schwefelhaltigen oder selenhaltigen Sub stanz wie Saccharin oder einer anderen schwefel- oder selenhal tigen organischen Substanz.
35 g/l Borsäure, weniger als 10 g/l Kobalt, weniger als 10 g/l Ei sen, weniger als 1 g/l eines Komplexbildners wie Zitronensäure oder einer anderen Karbonsäure bzw. deren lösliche Salze und we niger als 1 g/l einer schwefelhaltigen oder selenhaltigen Sub stanz wie Saccharin oder einer anderen schwefel- oder selenhal tigen organischen Substanz.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE1996130015 DE19630015A1 (de) | 1996-07-25 | 1996-07-25 | Vorrichtung zur berührungsfreien elektrischen Messung des Reifendruckes an einem umlaufenden Reifen, insbesondere bei Kraftfahrzeugen |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE1996130015 DE19630015A1 (de) | 1996-07-25 | 1996-07-25 | Vorrichtung zur berührungsfreien elektrischen Messung des Reifendruckes an einem umlaufenden Reifen, insbesondere bei Kraftfahrzeugen |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE19630015A1 true DE19630015A1 (de) | 1998-01-29 |
Family
ID=7800800
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE1996130015 Withdrawn DE19630015A1 (de) | 1996-07-25 | 1996-07-25 | Vorrichtung zur berührungsfreien elektrischen Messung des Reifendruckes an einem umlaufenden Reifen, insbesondere bei Kraftfahrzeugen |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE19630015A1 (de) |
Cited By (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE19820882C1 (de) * | 1998-05-09 | 1999-10-28 | Daimler Chrysler Ag | Vorrichtung zur berührungsfreien Drehmomentmessung |
DE19917360A1 (de) * | 1999-04-16 | 2000-10-19 | Tomalla Jutta | Vorrichtung zur Meldung eines Reifenschadens an einem Fahrzeugrad |
WO2002086435A1 (de) * | 2001-04-19 | 2002-10-31 | Stiftung Caesar | Berührungslose magnetoelastische sensoren |
DE10209006A1 (de) * | 2002-02-28 | 2003-10-09 | Daimler Chrysler Ag | Fahrgeschwindigkeitsbegrenzungsvorrichtung für ein Kraftfahrzeug |
WO2013149825A1 (de) | 2012-04-05 | 2013-10-10 | Robert Bosch Gmbh | Verfahren und vorrichtung zur reifendruckprüfung |
WO2013149824A1 (de) | 2012-04-04 | 2013-10-10 | Robert Bosch Gmbh | Verfahren und vorrichtung zur reifendruckprüfung |
DE102012210015A1 (de) | 2012-06-14 | 2013-12-19 | Robert Bosch Gmbh | Vorrichtung und Verfahren zur Reifendruckprüfung |
Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE3018246A1 (de) * | 1980-05-13 | 1981-11-19 | Robert Bosch Gmbh, 7000 Stuttgart | Analoger reifendruckmesser |
US4365517A (en) * | 1979-03-12 | 1982-12-28 | Effa Etudes | Linear differential foucault current detector serving for measuring small displacements of a metallic element |
DE3604088C2 (de) * | 1986-02-08 | 1987-11-12 | Daimler-Benz Ag, 7000 Stuttgart, De | |
DE3208869C2 (de) * | 1982-03-11 | 1991-06-20 | Bayerische Motoren Werke Ag, 8000 Muenchen, De | |
US5355714A (en) * | 1992-02-26 | 1994-10-18 | Nippondenso Co., Ltd. | Pressure sensor using a pressure responsive magnetic film to vary inductance of a coil |
DE4333199C2 (de) * | 1993-09-29 | 1995-08-31 | Daimler Benz Ag | Sensor zur berührungslosen Drehmomentmessung an einer Welle sowie Meßschicht für einen solchen Sensor |
-
1996
- 1996-07-25 DE DE1996130015 patent/DE19630015A1/de not_active Withdrawn
Patent Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4365517A (en) * | 1979-03-12 | 1982-12-28 | Effa Etudes | Linear differential foucault current detector serving for measuring small displacements of a metallic element |
DE3018246A1 (de) * | 1980-05-13 | 1981-11-19 | Robert Bosch Gmbh, 7000 Stuttgart | Analoger reifendruckmesser |
DE3208869C2 (de) * | 1982-03-11 | 1991-06-20 | Bayerische Motoren Werke Ag, 8000 Muenchen, De | |
DE3604088C2 (de) * | 1986-02-08 | 1987-11-12 | Daimler-Benz Ag, 7000 Stuttgart, De | |
US5355714A (en) * | 1992-02-26 | 1994-10-18 | Nippondenso Co., Ltd. | Pressure sensor using a pressure responsive magnetic film to vary inductance of a coil |
DE4333199C2 (de) * | 1993-09-29 | 1995-08-31 | Daimler Benz Ag | Sensor zur berührungslosen Drehmomentmessung an einer Welle sowie Meßschicht für einen solchen Sensor |
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
Ulke, Butscher, Voigt:"Elektronisches Reifendruck-Kontroll-System", VDI-Berichte Nr. 819, 1990, S. 207-216 * |
Cited By (10)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE19820882C1 (de) * | 1998-05-09 | 1999-10-28 | Daimler Chrysler Ag | Vorrichtung zur berührungsfreien Drehmomentmessung |
DE19917360A1 (de) * | 1999-04-16 | 2000-10-19 | Tomalla Jutta | Vorrichtung zur Meldung eines Reifenschadens an einem Fahrzeugrad |
WO2002086435A1 (de) * | 2001-04-19 | 2002-10-31 | Stiftung Caesar | Berührungslose magnetoelastische sensoren |
DE10209006A1 (de) * | 2002-02-28 | 2003-10-09 | Daimler Chrysler Ag | Fahrgeschwindigkeitsbegrenzungsvorrichtung für ein Kraftfahrzeug |
WO2013149824A1 (de) | 2012-04-04 | 2013-10-10 | Robert Bosch Gmbh | Verfahren und vorrichtung zur reifendruckprüfung |
DE102012205495A1 (de) | 2012-04-04 | 2013-10-10 | Robert Bosch Gmbh | Verfahren und Vorrichtung zur Reifendruckprüfung |
WO2013149825A1 (de) | 2012-04-05 | 2013-10-10 | Robert Bosch Gmbh | Verfahren und vorrichtung zur reifendruckprüfung |
DE102012205694A1 (de) | 2012-04-05 | 2013-10-10 | Robert Bosch Gmbh | Verfahren und Vorrichtung zur Reifendruckprüfung |
DE102012210015A1 (de) | 2012-06-14 | 2013-12-19 | Robert Bosch Gmbh | Vorrichtung und Verfahren zur Reifendruckprüfung |
WO2013185998A1 (de) | 2012-06-14 | 2013-12-19 | Robert Bosch Gmbh | Vorrichtung und verfahren zur reifendruckprüfung |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
EP1656265B1 (de) | Kugelgelenk mit winkelsensor | |
DE4333199C2 (de) | Sensor zur berührungslosen Drehmomentmessung an einer Welle sowie Meßschicht für einen solchen Sensor | |
EP1426728B1 (de) | Wegmesssystem | |
DE69409807T2 (de) | Magnetischer Detektor der Bewegung eines Gegenstands | |
WO1997044673A1 (de) | Vorrichtung zur ermittlung des drehverhaltens eines fahrzeugrades | |
DE10137294A1 (de) | Kraftfahrzeugmagnetfeldsensoranordnung, Aktivsensor, dessen Verwendung, Verfahren und Vorrichtung | |
DE4400616C2 (de) | Magnetischer Positionssensor, insbesondere für Kraftfahrzeuge | |
DE19630015A1 (de) | Vorrichtung zur berührungsfreien elektrischen Messung des Reifendruckes an einem umlaufenden Reifen, insbesondere bei Kraftfahrzeugen | |
DE3242109A1 (de) | Vorrichtung zur erfassung der drehzahl eines rotierenden teils | |
EP0524277A1 (de) | Messeinrichtung zur bestimmung eines drehwinkels | |
EP2100102B1 (de) | Messanordnung | |
WO2010069285A2 (de) | Sensoranordnung und verfahren zur bestimmung der position und/oder positionsänderung eines messobjekts | |
DE10124483A1 (de) | Wegmeßsystem | |
EP2492641B1 (de) | Induktive Wegmesseinrichtung | |
EP1295737B1 (de) | Bestimmung von Federhöhe und Druck in Federelementen, insbesondere Luftfedern, für Kraftfahrzeuge | |
DE102010031671B4 (de) | Verfahren zum Betreiben eines induktiven Näherungsschalters | |
EP3495765B1 (de) | Verfahren und vorrichtung zur messung der dicke von nicht magnetisierbaren schichten auf einem magnetisierbaren grundwerkstoff | |
DE102022133794B4 (de) | Sensoreinrichtung sowie Aktuator mit der Sensoreinrichtung | |
EP2492642B1 (de) | Induktive Wegmesseinrichtung | |
DE19611189C2 (de) | Magnetoelastischer Druckaufnehmer | |
DE4020369A1 (de) | Weggeber | |
DE112006003963B4 (de) | Messverfahren mit einem Hall-Element | |
EP4409311A1 (de) | Indirektes kalibrierverfahren für ein elektromagnetisches induktionsverfahren und messanordnung zur durchführung des verfahrens | |
DE1907392A1 (de) | Drehbeschleunigungsgeber,insbesondere fuer Kraftfahrzeuge | |
EP2492640A2 (de) | Induktive Wegmesseinrichtung |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
OP8 | Request for examination as to paragraph 44 patent law | ||
8127 | New person/name/address of the applicant |
Owner name: DAIMLERCHRYSLER AG, 70567 STUTTGART, DE |
|
8139 | Disposal/non-payment of the annual fee |