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Die
vorliegende Erfindung bezieht sich allgemein auf Ventile für Fahrzeuge,
wie etwa ein Landfahrzeug z.B. Personenkraftwagen, zwei-, vier-
oder mehrrädrige
Fahrzeuge, Luftfahrzeuge, etc., insbesondere auf ein Snap-In Ventil
mit einer daran angebrachten oder integrierten Vorrichtung zum Messen des
Reifendrucks eines Fahrzeugreifens sowie auf den Aufbau einer solchen
Vorrichtung.
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Zur Überwachung
des Reifendrucks bei Fahrzeugreifen sind verschiedene Drucküberwachungssysteme
allgemein bekannt. Bei sogenannten indirekten Systemen befindet
sich herkömmlicherweise
in einem Modulgehäuse,
welches innerhalb des Fahrzeugsreifens an einem Ventil befestigt
ist, ein Drucksensor mit einer entsprechenden Vorrichtung zur Funkübertragung
von Daten, die den Druck repräsentieren.
Ein solchen System ist beispielsweise aus der
EP 0 417 712 B1 (Achterholt)
bekannt. Neben den dort vorgeschlagenen Ventilen, die fest mit der
Reifenfelge verschraubt werden, sind zwischenzeitlich auch flexibel
angebundene oder sogenannten "Snap-In" Ventile bekannt
geworden. Diese Ventile, die am Ventilfuß mit einem flexiblen Material, z.B.
Gummi, ummantelt sind, zeichnen sich durch eine einfache Montage
aus, indem sie nur durch ein entsprechendes Ventilloch der Fahrzeugreifenfelge gezogen
werden. In eine Nut des elastischen z.B. aus Gummi bestehenden Ventilkörpers rastet
bzw. schnappt (snap-in)
dann der Rand des Ventillochs ein. Das Snap-In Ventil wird folglich
allein durch den elastischen Gummikörper des Ventils mechanisch
in dem Loch gehalten.
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Das
Modulgehäuse
einer derartigen indirekten Messsystems, in welchem sich der Drucksensor und
eine Sendeinheit mit beispielsweise einer Batterie zur Stromversorgung
befindet, ist im allgemeinen fest mit dem Ventil verbunden. Solche
Modulgehäuse weisen
bei den gegenwärtig
am Markt erhältlichen Modellen
ein Gesamtgewicht von ca. 25g und mehr auf und sind damit deutlich
schwerer als der Teil des Ventils, der sich außerhalb des Fahr zeugsreifens bzw.
der Fahrzeugfelge befindet. Bei Rotation des Reifens entstehen daher
unterschiedlich starke Zentrifugalkräfte an der Ventilspitze und
an dem Ventilfuß,
an dem das Modulgehäuse
befestigt ist. Diese unterschiedlichen Zentrifugalkräfte resultieren
in einer Kraft, die zum Verkippen bzw. Verdrehen des Ventils – und damit
zu einem Druckverlust in dem Fahrzeugreifen – führen kann.
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Aus
dem Dokument
DE 196
13 936 A1 (Continental) ist bekannt, ein Snap-In Ventil
zu stabilisieren, indem ein entsprechendes Gegengewicht zu dem Modulgehäuse außen an einem
Ventilschaft angebracht wird. Weiterhin ist offenbart, das Ventil
mit Hilfe eines entsprechenden Stützbleches, das zwischen Ventilschaft
und Felge angeordnet ist, zu stützen.
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Die
DE 43 03 583 C2 (Alpha-Beta
Electronics) offenbart ein Ventil mit einer Einrichtung zur Messung
und Erzeugung eines drahtlos übermittelbaren
Druckanzeigesignals für
Fahrzeugreifen. Ferner weist die Einrichtung einen elektronischen
Speicher auf, der zum Speichern eines Referenzdrucks, der in einem
Fahrzeugreifen herrschen sollte, dient.
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In
der US 2004/0084124 A1 sind Weiterentwicklungen von Snap-In Ventilen
allgemein beschreiben.
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Aufgabe
der vorliegenden Erfindung ist es, die Stabilität von Snap-In Ventilen mit
einer daran angebrachten oder integrierten Vorrichtung zum Messen
des Reifendrucks eines Fahrzeugreifens zu verbessern, gleichwohl
aber eine einfache und schnelle Montage für unterschiedliche Typen von
Reifenfelgen zu ermöglichen.
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Eine
weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, den Aufbau von
Vorrichtungen zum Messen des Reifendrucks eines Fahrzeugreifens
für Snap-In
Ventile dahingehend zu verbessern, dass ein Austausch von Komponenten
oder Teilen davon einfach und schnell möglich ist.
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Nach
einem ersten Aspekt stellt die vorliegende Erfindung ein Snap-In
Ventil für
einen Fahrzeugreifen mit einer Vorrichtung zum Messen des Reifendrucks
zu Verfügung,
wobei die Vorrichtung an einem Ventilfuß des Snap-In Ventils angeordnet
ist, und das Snap-In Ventil eine Nut umfasst, in die ein Rand eines
Ventillochs einer Fahrzeugreifenfelge einrastbar ist. Oberhalb der
Nut des Snap-In Ventils, d.h. im montierten Zustand im Bereich außerhalb
des Fahrzeugsreifens bzw. der Fahrzeugfelge, ist ein äußeres zylindrisches
Stützmittel
so mit dem Snap-In Ventil verbindbar, dass eine Randfläche des
Stützmittels
an der Außenfläche der
Fahrzeugreifenfelge zumindest teilweise anliegt.
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Ein
weiterer Aspekt der Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Messen
eines Reifendrucks für ein
Snap-In Ventil der vorstehenden Art, wobei die Vorrichtung mit dem
Ventilfuß eines
Snap-In Ventils verbindbar ist.
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Ein
weiterer Aspekt der Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Messen
des Reifendruckes eines Fahrzeugreifens, die am Ventilfuß eines
Snap-In Ventils anbringbar ist, wobei die Vorrichtung mit dem Snap-In
Ventil fest oder lösbar
verbindbar ausgestaltet ist. Das Gehäuse der Vorrichtung ist nach
diesem Aspekt zwei- oder
mehrteilig ausgestaltet, und zwar mit einem ersten dem Ventilfuß des Snap-In
Ventils zugewandten Gehäuseabschnitt,
der mit dem Ventilfuß des
Snap-In Ventils verbindbar ist, und einem zweiten Gehäuseabschnitt,
der einen Luftdrucksensor enthält
und an dem ersten Gehäuseabschnitt
lösbar
befestigt ist.
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Weitere
Aspekte und Merkmale der Erfindung ergeben sich aus den abhängigen Ansprüchen, der
nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen und den beigefügten Zeichnungen.
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Ausführungsformen
der Erfindung werden nun beispielhaft und unter Bezugnahme auf die
angefügten
Zeichnungen beschrieben, in der:
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1 eine
schematische Schnittansicht eines Snap-In Ventils gemäß einem
ersten Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung zeigt;
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2 die
Kräfte,
die auf ein in einer Felge montiertes Snap-In Ventil bei Rotation
der Felge einwirken, veranschau licht;
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3 eine
schematische Schnittansicht eines Snap-In Ventils gemäß einem
zweiten Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung zeigt;
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4 eine
schematische Schnittansicht eines Snap-In Ventils gemäß einem
dritten Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung zeigt;
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5 eine
schematische Schnittansicht eines Snap-In Ventils gemäß einem
vierten Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung zeigt;
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6 eine
schematische Schnittansicht eines Snap-In Ventils gemäß einem
fünften
Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung zeigt;
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7 eine
schematische Schnittansicht eines Ausführungsbeispieles eines Snap-In
Ventils und einer Vorrichtung zum Messen eines Reifendrucks gemäß einem
weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung zeigt; und
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8 eine
schematische Schnittansicht eines weiteren Ausführungsbeispieles der Vorrichtung zum
Messen eines Reifendruckes gemäß dem weiteren
Aspekt der vorliegenden Erfindung zeigt.
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1 veranschaulicht
im Detail ein Snap-In Ventil gemäß einem
ersten Ausführungsbeispiel
in einer Querschnittsansicht durch das Ventil. Vor einer detaillierten
Beschreibung der 1 folgen zunächst allgemeine Erläuterungen
zu den Ausführungsbeispielen.
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Fahrzeugreifen
für Kraftfahrzeuge,
wie beispielsweise PKW, LKW, Omnibusse und Luftfahrzeuge sind i.a.
Luftreifen, die mit Schlauch oder schlauchlos hergestellt werden.
Für eine
lange Lebensdauer und optimale physikalische Eigenschaften von Luftreifen,
wie z.B. Bodenhaftung in den verschiedensten Fahrsituation wie Bremsen,
Anfahren, Kurvenfahrten, etc., ist es erforderlich, die Druckluftreifen
mit dem entsprechend vorgesehenen Druck zu betreiben. Für die Drucküberprüfung von
Reifen sind u.a. Ventile mit integrierten, in das Innere des Reifens ragende
Luftdruckkontrollsysteme bekannt, die den Reifendruck laufend messen
und ein entsprechendes Signal, beispielsweise per Funk, an eine
im Fahrzeug befindliche Kontrolleinheit übertra gen.
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Ventile
für Druckluftreifen
existieren in den unterschiedlichsten Ausführungen. Eine neuere Entwicklung
sind sogenannte "Snap-In
Ventile", die nicht mit
der Felge verschraubt werden, sondern nur durch ein Ventilloch von
der Innenseite der Felge gezogen und mit dem Ventilloch eine Schnappverbindung (snap-in)
eingeht. In einem Ausführungsbeispiel
umfasst ein Snap-In Ventil einen Gummikörper, der wiederum eine Nut
im unteren Teil des Ventils, also der dem Reifen zugewandten Seite,
am Ventilfuß hat.
Bei der Installation in das Ventilloch der Felge rastet der Rand
des Ventillochs in die Nut ein. In einem weiteren Ausführungsbeispiel
hat ein solches Snap-In Ventil einen Metallinnenkörper, welches
beispielsweise aus Messing oder Aluminium bestehen kann. Der Metallinnenkörper verleiht
dem Ventil höhere
Stabilität
und gewährleistet
eine Dichtigkeit auch bei höheren
Drücken
(z.B. 7 bar), wie sie zum Beispiel bei Transporten, Geländewagen,
Wohnmobilen, etc., vorkommen können
bzw. benötigt
werden. Die Dichtigkeit an der Grenzfläche zwischen Ventil und Felge wird
durch die elastische Dichtfläche
des Gummikörpers,
der sich um das Metallinnenleben schließt, erreicht. Dieser ist so
elastisch, dass nach Durchziehen des Ventils durch die Felge von
innen nach außen das
Ventil dicht und fest in einem Ventilloch der Felge sitzt.
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In
einem Ausführungsbeispiel
wird der Reifendruck mit einer modulartigen Vorrichtung zum Messen
des Reifendrucks, die am Ventilfuß des Snap-In Ventils lösbar angeordnet
ist, erfaßt.
Diese umfaßt
beispielsweise einen Mikrochip mit integriertem Drucksensor. Der
Mikrochip wird in einer entsprechenden Schaltung auf einer Platine
angebracht und die Platine wird beispielsweise in einem gesonderten
Gehäuse
innerhalb des Fahrzeugreifens am Ventil installiert. In diesem Gehäuse kann
zusätzlich eine
entsprechende Elektronik mit Antenne zur Übertragung eines den Druck
repräsentierenden
Signals und eine Batterie mit hoher Lebensdauer enthalten sein.
Solche Gehäuse
existieren in verschiedenen Formen und sie sind normalerweise mit
dem Ventil (z.B. Snap-In Ventil) verbunden. Da das Gehäuse mit den
Elementen zur Druckmessung und -übermittlung eine
gewisse Größe und Gewicht
hat, ist eine gewisse Stabilität
des Ventils, an dem das Gehäuse
angebracht wird, erforderlich. In einigen Ausführungsbeispielen der vorliegenden
Erfindung ist eine Vorrichtung zum Messen des Luftdrucks schichtweise
aufgebaut. Beispielsweise ist die unterste Schicht eine Flachbatterie.
Darüber
befindet sich eine Platine, die einen Drucksensor und eine Elektronik
zum Verarbeiten und Übermitteln
von Daten, die beispielsweise den Druck repräsentieren, aufweist. Vorzugsweise werden
diese Daten drahtlos übermittelt.
Diese Komponenten können
in manchen Ausführungsbeispielen
zu einem kompakten Luftdruckmessmodul bzw. Kontrollmodul zusammengefasst
werden, das beispielsweise lediglich 10 g wiegt.
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In
manchen Ausführungsbeispielen
wird eine besonders kompakte Bauweise des Snap-In Ventils mit dem
Luftdruckmessmodul dadurch erreicht, dass die Luftführung des
Ventils über
eine Hohlschraube durch das Luftdruckmessmodul hindurch verläuft. Das
Gehäuse
des Luftdruckmessmoduls in diesen Ausführungsbeispielen umfasst eine
Luftführung,
die beispielsweise über
einen Luftsammelraum im Bereich des Drucksensors zu Luftauslässen im
Gehäuse
des Luftdruckmessmoduls, die mit dem Reifeninneren kommuniziere,
verläuft.
Dadurch kann das Luftdruckmessmodul kompakt aufgebaut und einfach an
ein Snap-In Ventil montiert werden. Das Snap-In Ventil kann beispielsweise
in seinem Ventilschaft ein Innengewinde aufweisen. Das Luftdruckmessmodul weist
eine Hohlschraube mit einem Außengewinde auf,
welches zu dem Innengewinde des Ventilschafts des Snap-In Ventils
passt. Damit ist es möglich,
das Luftdruckmessmodul an das Snap-In Ventil anzuschrauben.
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In
anderen Ausführungsbeispielen
wird die Verbindung zwischen Luftdruckmessmodul und Snap-In Ventil
beispielsweise durch Vernieten erreicht. Auch ist es möglich ein
Gewinde an dem Ventilfuß des
Gummikörpers
anzubringen oder einen Wulst an dem Gummikörper des Ventilfußes anzubringen.
In eine entsprechende Nut in einem entsprechend geformten Gehäuseteil
des Luftdruckmessmoduls kann dann diese Wulst einrasten.
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Dadurch,
dass das Gewicht zwischen dem Bereich des Ventils, der sich außerhalb
des Fahrzeugreifens befindet und dem, der sich innerhalb befindet,
stark unterschiedlich ist, kommt es bei Drehung des Reifens zu unterschiedlichen
Zentrifugalkräften, die
zu einem Verkippen oder Verdrehen des Ventils führen können. Dieses Verkippen kann
insbesondere bei Snap-In Ventilen auftreten, da diese nicht fest
mit der Felge verschraubt sind, sondern im wesentlichen durch den
Gummikörper
gehalten werden. Der Gummikörper
besitzt eine Nut, in dem unteren Teil des Snap-In Ventils. Diese Nut wird auf der unteren
Seite durch einen größeren Vorsprung
des Gummikörpers begrenzt,
der z.B. wenige Millimeter beträgt.
Auf der oberen Seite der Nut befindet sich bei solchen Ventilen
nur eine kleine Wulst mit einem Überstand
von ca. 1mm, die bei Installation des Snap-In Ventils soweit komprimiert
werden kann, dass das Snap-In Ventil durch das Ventilloch gezogen
werden kann. Insbesondere bei hohen Geschwindigkeiten (z.B. 230 km/h)
kann ein Verkippen des Ventils auftreten und zu eventuellen Druckverlusten
oder sogar zum Totalverlust des Reifendrucks führen.
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Bei
einigen Ausführungsbeispielen
der vorliegenden Erfindung wird ein Verkippen des Ventils durch
ein entsprechendes äußeres Stützmittel
verhindert. Dieses äußere Stützmittel
ist beispielsweise an einem Ventilschaft eines Snap-In Ventils angeordnet.
So ein Stützmittel
ist in manchen Ausführungsbeispielen
eine Ventilkappe, die über
ein Innengewinde verfügt.
Der Ventilschaft des Snap-In Ventils hat ein Außengewinde, auf das die Ventilkappe
aufgeschraubt werden kann. Die Ventilkappe ist entgegen herkömmlichen
Ventilkappen so verlängert,
dass sie bis zur Felge reicht und deren Außenfläche berühren kann. Wird die Ventilkappe
entsprechend mit dem Ventilschaft verschraubt, so entsteht aufgrund
der Aufliegekraft der Ventilkappe auf eine Felgenfläche eine
entsprechende Stützkraft,
die ein Verkippen des Snap-In Ventils verhindern kann.
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In
einem anderen Ausführungsbeispiel
wird das Stützmittel
in Form einer verlängerten
Ventilkappe zusätzlich
durch einen Stützring
stabilisiert. Dieser Stützring
befindet sich am unteren Ende des Ventilschaftes, kurz vor der Felge.
Eine entsprechende Nut in der Ventilkappe sorgt dafür, dass
der Stützring bei
Installation der Ventilkappe in die Nut einrastet. Dieser Stützring ermöglicht eine
zusätzliche
Stabilisierungswirkung, da aufgrund der Elastizität des Gummikörpers, an
dem die Ven tilkappe anliegt, ohne den Stützring noch ein gewisser Bewegungsspielraum
des Snap-In Ventils bestehen bleibt.
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In
einem weiteren Ausführungsbeispiel
besteht das äußere Stützelement
beispielsweise aus einem hülsenförmigen Element.
An dem unteren Ende des Ventilschaftes ist in diesem Ausführungsbeispiel ein
Stützring
angebracht. Das hülsenförmige Stützelement
ist so geformt, dass es an dem Gummikörper des Snap-In Ventils gut
anliegt. An dem unteren Rand des Stützelements befindet sich eine
Nut, in die der Stützring
einrasten kann. Zusätzlich
kann das Stützelement
und eine Ventilkappe so ausgelegt sein, dass nicht nur die Ventilkappe,
sondern auch das Stützelement
mit festgeschraubt werden kann. In dieser Ausführungsbeispiel muss also zum
Befüllen des
Fahrzeugreifens mit Luft nur die Ventilkappe und nicht das Stützelement
entfernt werden.
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Bei
einem weiteren Ausführungsbeispiel
befindet sich zusätzlich
ein inneres Stützelement
an dem Snap-In Ventil. Wie oben beschrieben befindet sich im montierten
Zustand innerhalb der Fahrzeugreifenfelge an dem Snap-In Ventil
eine Vorrichtung zur Druckmessung und zur Übermittlung druckspezifischer
Daten. Diese Vorrichtung ist vorzugsweise an dem Ventilfuß des Snap-In
Ventil befestigt, beispielsweise mit einer Hohlschraube an das Ventil
angeschraubt. Die Vorrichtung ist beispielsweise zylindrisch ausgestaltet
und ragt über
den Rand des Ventilfußes
hinaus. In dieser Ausführungsbeispiel
ist ein inneres Stützelement
beispielsweise eine Beilagscheibe, die zwischen der Vorrichtung
und der Innenfläche der
Fahrzeugfläche
angeordnet ist. Dies kann beispielsweise dadurch erreicht werden,
dass der Durchmesser des Lochs der Beilagscheibe etwas größer als
der Durchmesser des Ventilfußes
ist, und die Dicke der Beilagscheibe dem Zwischenraum entspricht,
der zwischen der Innenfläche
der Fahrzeugfelge und dem Beginn der oben genannten Vorrichtung
entsteht. In einer abgewandelten Ausführungsbeispiel ist das Gehäuse der
Vorrichtung zur Druckmessung und -übermittlung so gestaltet, dass
ein Rand des Gehäuse,
der über
den Ventilfuß ragt,
bis zur Innenfläche
der Felge reicht und so eine Stützfunktion übernehmen
kann.
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In
wieder anderen Ausführungsbeispielen
ist eine Kombination von äußeren und
inneren Stützelementen,
wie sie oben beschrieben wurden, verwirklicht. Beispielsweise kann
eine verlängerte
Ventilkappe als äußeres Stützelement
und eine Beilagscheibe als inneres Stützelement – oder ein entsprechend geformtes
Gehäuse
der Vorrichtung zur Druckmessung – verwirklicht sein. Es kann
also jedes beliebige äußere Stützelement
mit jedem beliebigen inneren Stützelement
kombiniert werden. Ebenso existieren Ausführungsbeispielen mit nur einem
Stützelement – nur einem äußeren oder
nur einem inneren Stützelement.
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Gemäß einem
weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung, der in Kombination aber
auch unabhängig
von den übrigen
Aspekten betrachtet werden kann, umfasst eine Vorrichtung zum Messen
des Reifendrucks eines Fahrzeugreifens ein Gehäuse, das modulartig aus wenigstens
zwei Gehäuseabschnitten-
bzw. -teilen aufgebaut ist. Nach einem Ausführungsbeispiel ist in einem
Gehäuseabschnitt ein
Luftdruckkontrollsystem zur drahtlosen Übertragung eines den Druck
repräsentierenden
Signals untergebracht, das die hierfür benötigten Komponenten umfasst,
wie beispielsweise eine Batterie zur Stromversorgung, einen Prozessor
zur Verarbeitung der Luftdruckdaten, die von einem Luftdrucksensor,
der sich vorzugsweise zusammen mit dem Prozessor auf einer Schaltungsplatine
befindet, geliefert werden. Nach einem Ausführungsbeispiel ist ein weiterer
Gehäuseabschnitt
als Zwischenstück
bzw. Verbindungsmittel ausgebildet, welches den Gehäuseabschnitt,
der das Luftdruckkontrollsystem umfasst, mit einem Ventilfuß eines
Snap-In Ventils ankoppelt. Der weitere Gehäuseabschnitt enthält ein Luftführungssystem,
welches über
Luftführungskanäle sowohl
mit dem Reifeninnenraum als auch über eine entsprechende Verbindung,
z.B. Luftkanäle,
mit dem Snap-In Ventil kommunizierend ausgestaltet ist.
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Nach
einem Ausführungsbeispiel
sind der erste und der zweite Gehäuseabschnitt über ein
an den Grenzflächen
verlaufendes Gewinde miteinander verschraubbar, z.B. kann der erste
Gehäuseabschnitt
an den Ventilfuß des
Snap-In Ventils angeschraubt sein. Alternativ ist der erste Gehäuseabschnitt über ein
Verbindungsmittel an den Ventilfuß des Snap-In Ventils vernietet.
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Nach
einem Ausführungsbeispiel
ist ein in einem Hohlraum des zweiten Gehäuseabschnittes angeordnetes
Luftdruckkontrollsystem vorgesehen. Ferner kann das Luftdruckkontrollsystem übereinander
angeordnet eine Batterie zur Stromversorgung und eine Platine umfassen,
auf der ein Mikroprozessor zur Steuerung des Luftdruckkontrollsystems
und der Luftdrucksensor sowie eine Sendeeinheit zur drahtlosen Übertragung
von Luftdruckmesssignalen angeordnet sind.
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Nach
einem Ausführungsbeispiel
ist das Luftdruckkontrollsystem in einem entsprechend geformten
Hohlraum des zweiten Gehäuseabschnittes herausnehmbar
untergebracht. Ferner kann die Batterie in einem entsprechend geformten
Hohlraum des zweiten Gehäuseabschnittes
an der Unterseite der Platine herausnehmbar untergebracht sein.
Beides ermöglicht
ein einfaches und schnelles Entnehmen dieser Komponenten aus dem
Gehäuse,
wenn diese z.B. ausgetauscht oder gewartet werden müssen.
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Nach
einem weiteren Ausführungsbeispiel sind
die Komponenten des Luftdruckkontrollsystems in einer Sandwich-Bauweise übereinander
im Gehäuse
angeordnet.
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Nun
zurückkehrend
zur detaillierten Beschreibung von 1: Diese
zeigt ein Snap-In Ventil 1 eines ersten Ausführungsbeispiels
der vorliegenden Erfindung. Das Snap-In Ventil 1 hat einen
Ventilschaft 7 der beispielsweise aus Metall (z.B. Messing oder
Aluminium) besteht. An dem einen oberen Ende des Ventilschafts 7,
d.h. dem außerhalb
des Fahrzeugsreifens befindlichen Ende, ist ein Gewinde 9 vorgesehen,
auf das eine Ventilkappe 3 aufgeschraubt werden kann. Das
Snap-In Ventil 1 umfasst weiterhin einen Gummikörper 11,
der eine Nut 13 aufweist und an seinem Ende den Ventilfuß 15 an
der Innenseite einer Fahrzeugreifenfelge 2 bildet. Die
Nut 13 nimmt im montierten Zustand des Ventils 1 einen Rand
eines Ventillochs einer Fahrzeugreifenfelge 13 auf. Dadurch
dass der Gummikörper 11 elastisch
verformbar ist, kann der Rand 12 bei der Montage des Snap-In
Ventils 7 so komprimiert werden, dass das Snap-In Ventil
durch ein Ventilloch gezogen werden kann. Nach erfolgter Montage
dekromprimiert sich der elastische Gummikörper 11 wieder und
sorgt damit für
einen festen und dichten Sitz des Snap-In Ventils 1 im
Ventilloch. Das Snap-In Ventil wird montiert, indem es von innen
nach außen
durch das Ventilloch der Fahrzeureifenfelge 2 gezogen wird.
In dem Ventilfuß 15 befindet
sich eine Bohrung, durch die die Luft durch das Ventil strömen kann.
Außerdem
ragt in diesem Ausführungsbeispiel
der Ventilschaft 7 bis in den Ventilfuß hinein (in anderen nicht
gezeigten Ausführungsbeispielen
kann der Ventilschaft auch kürzer sein).
In dem Ventilschaft 7 befindet sich im Bereich des Ventilfußes 15 ein
Gewinde, an welches eine modulartige Vorrichtung 5 (nachfolgend
auch "Luftdruckmessmodul" genannt) zum Messen
des Reifendrucks über
eine hohle Gewindeschraube 17 lösbar gekoppelt kann.
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Die
Vorrichtung 5 wird mit der Hohlschraube 17 in
den Ventilfuß 15 des
Snap-In Ventils 1 geschraubt. Auf der dem Ventilfuß 15 abgewandten
Seite ist die Hohlschraube 17 mit einem drehsicher gelagerten
Kopfbereich 17' ausgebildet,
z.B. einem Vierkantkopf, der in einer an der Innenwand des Gehäuses entsprechend
geformten Ausnehmung aufgenommen ist. Auf diese Weise ist die Vorrichtung 5 verdrehsicher
mit der Hohlschraube 7 verbunden. Eine Montage der Vorrichtung 5 auf
einem Snap-in Ventil 1 ist auch ohne spezielles Werkzeug
ohne weiteres möglich.
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Die
Vorrichtung 5 umfaßt
ein symmetrisches, z.B. zylinderförmiges, Kunststoffgehäuse 5'. Die symmetrische
Ausbildung des Gehäuses
der Vorrichtung 5 zusammen mit der vorgenannten Schraubverbindung
ermöglicht
selbst bei einem bereits vormontierten Snap-In Ventil 1 eine
einfache Montage, indem die Vorrichtung 5 durch volle Umdrehungen
per Hand auf das Snap-in Ventil 1 aufgeschraubt werden kann.
Auf diese Weise bildet die Vorrichtung 5 ein Luftdruckmessmodul,
das einerseits unkompliziert und schnell an einem Snap-in Ventil 1 angebracht und
an der Fahrzeugreifenfelge montiert werden kann, andererseits aber
auch an einem bereits an der Fahrzeugfelge montierten Snap-in Ventil
nachträglich "nachgerüstet" werden kann.
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Im
Inneren der Gehäuses 5' befindet sich eine
Batterie 21, die einen Mikroprozessor 25 mit einem
Drucksensor 27 mit Strom versorgt. Der Mikroprozessor 25 ist
auf einer Platine 23 angebracht, auf der auch eine Elektronik
zur (beispielsweise drahtlosen) Übermittlung
von Daten vorhanden ist. Der Drucksensor 27 befindet sich
in einem Luftsammelraum 18, der mit dem Snap-In Ventil 1 durch
die Hohlschraube 17 einerseits und andererseits mit dem
Inneren der Fahrzeugreifenfelge durch durch die Gehäusewand
verlaufende Verteilungsbohrungen 19 kommuniziert. Dadurch
ist es möglich,
den Reifen durch das Snap-In Ventil 1 und die Vorrichtung 5 hindurch
mit Luft zu befüllen
oder Luft entweichen zu lassen, und gleichzeitig liegt aber auch
der Reifenluftdruck an dem Drucksensor 27 an. Die Verteilungsbohrungen 19 können in
verschiedener Anzahl in der Vorrichtung 5 vorhanden sein;
beispielsweise ist mit 6 Verteilungsbohrungen 19 mit jeweiligen
Durchmesser von 2 mm eine gute Befüllung des Fahrzeugreifens gewährleistet.
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2 zeigt
ein Snap-In Ventil 1, beispielsweise in der oben beschriebenen
Form, eingebaut in eine Fahrzeugreifenfelge 29. Bei Rotation
der Felge greifen an dem Snap-In Ventil 1 die Kräfte F1 und F2 an. Da der
linke Teil des Snap-In Ventils 1 mit der Vorrichtung 5 schwerer
ist als der rechte Teil des Snap-In Ventils 1, ist die
Zentrifugalkraft F1 größer als die Zentrifugalkraft
F2. Bei hohen Geschwindigkeit, beispielsweise
bei über
230 km/h, führt
die Kräftedifferenz
der beiden Zentrifugalkräfte
F1 und F2 zu einem
Verkippen bzw. Verdrehen des Ventils in Richtung der Kraft F1.
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Das
Verdrehen bzw. Verkippen des Snap-In Ventils wird in einem ersten
Ausführungsbeispiel durch
die Ventilkappe 3, wie sie in 1 veranschaulicht
ist, verhindert. Die Ventilkappe 3 verfügt über ein innenliegendes Gewinde,
welches mit dem Gewinde 9 auf dem Ventilschaft 7 des
Snap-In Ventils 1 zusammenwirkt. Weiterhin ist die Ventilkappe 3 der Form
nach so ausgebildet, dass sie über
den Gummikörper 11 des
Snap-In Ventils 1 passt und bis zu der Fläche der
Felge 2 reicht. Durch entsprechendes Aufschrauben der Ventilkappe 3,
die vorzugsweise aus einem Metall wie beispielsweise Aluminium oder Messing,
o.ä. besteht,
wird das Snap-In Ventil 1 also durch die befestigte Ventilkappe 3,
die zumindest teilweise an der Außenseite der Felge 2 aufliegt,
gestützt.
Der Gummikörper 11 des
Snap-In Ventils kann auch durch den anliegenden Körper der
Ventilkappe verstärkt
werden. Zusätzlich
liegt der Rand der Ventilkappe 3 so fest auf der Fläche der
Felge 2 auf, dass ein Verkippen des Snap-In Ventils 1 bis
zu hohen Geschwindigkeiten, beispielsweise 270 km/h, soweit vermindert
bzw. verhindert wird, dass die Dichtigkeit des Snap-In Ventils gewährleistet
bleibt.
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3 veranschaulicht
ein zweites Ausführungsbeispiel.
Das Snap-In Ventil 31 weist einen Ventilschaft 37 auf,
der in diesem Ausführungsbeispiel ohne
Gewinde versehen ist. Der Gummikörper 32 hat eine
Nut 41 und einen Ventilfuß 43. An dem Ventilfuß 43 sitzt
eine modulartigen Vorrichtung 45 zum Messen des Reifendrucks,
die im wesentlichen der Vorrichtung 5 aus dem ersten Ausführungsbeispiel
entspricht. Zusätzlich
weist der Gummikörper 32 einen Stützring 39 auf,
der vorzugsweise aus Metall ist (z.B. Edelstahl, Eisen, Kupfer,
Aluminium, etc.) oder einem anderen stabilen Material, wie beispielsweise
Kunststoff. Die Ventilkappe 33 weist eine Nut 35 auf,
die so ausgebildet ist, dass der Stützring 39 in diese
Nut einrasten kann. Natürlich
kann zusätzlich
zu dem Stützring 39 auch
noch ein Gewinde an dem Ventilschaft 37 ausgebildet sein
und die Ventilkappe 33 kann ein entsprechendes Gewinde
aufweisen. Der Stützring 35 verstärkt den
Gummikörper 32 und
erhöht
somit die gesamte Stützwirkung
der Ventilkappe 33, womit auch in diesem Ausführungsbeispiel
ein Verkippen des Snap-In Ventils bei hohen Geschwindigkeit verhindert
wird, oder zumindest soweit verringert, dass trotzdem die Dichtigkeit
gewährleistet
ist.
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Ein
drittes Ausführungsbeispiel
ist in 4 dargestellt. Das Snap-In Ventil 51 besteht
aus einem Ventilschaft 61 mit Gewinde 59, einem
Gummikörper 63,
der eine Nut 67 und einen Ventilsfuß 69 aufweist. An
dem Gummikörper 63 befindet
sich auch ein Stützring 65.
Auf diesen Stützring 65 kann
ein Stützelement 55 mit
einer dem Stützring 65 entsprechenden
Nut 57 aufgesteckt werden. Das Stützelement ist so konisch-zylindrisch
ausgebildet, dass es auf dem Gummikörper 63 passend aufgesteckt
werden kann. Eine einzelne Ventilkappe 53 kann auf das
Gewinde 59 aufgeschraubt werden. In diesem Ausführungsbeispiel
kann der Fahrzeugreifen befüllt
werden, ohne das Stützelement 55 zu
entfernen.
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In
einem nicht gezeigten Ausführungsbeispiel
ist zusätzlich
zu dem Stützring 65 noch
ein Gewinde an dem Ventilschaft 61 angebracht. In diesem Ausführungsbeispiel
kann der Stützring 65 auch
entfallen. Das Stützelement 55 hat
in diesem Ausführungsbeispiel
ein zusätzliches
Innengewinde, welches auf das Zusatzgewinde an dem Ventilschaft 61 aufgeschraubt
werden kann. Dafür
ist es notwendig, dass der Durchmesser dieses Zusatzgewindes größer als
der des Gewindes 59 für
die Ventilkappe 53 ist, sodass das Stützelement 55 über das
Gewinde 59 geschoben werden kann und erst an dem Zusatzgewinde
greift.
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Ein
weiteres Ausführungsbeispiel
ist in 5 veranschaulicht. Hier ist zwischen einer Felge 73 und einer
Vorrichtung 77 zur Druckmessung und Übermittlung druckrelevanter
Daten ein inneres Stützmittel
in Form einer Scheibe 79 angeordnet. Diese Scheibe 79 kann
aus Metall oder Kunststoff oder jedem anderen Material hergestellt
sein, welches eine ausreichende Härte aufweist, die den entsprechenden
Kräften
widersteht. Die Scheibe 79 hat ein Innenloch mit einem
Durchmesser der mindestens dem Durchmesser des Ventilfußes 81 entspricht.
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Das
Ausführungsbeispiel
in 6 zeigt ein Snap-In Ventil 83, wie es
weiter oben beschrieben wurde. Diese Snap-In Ventil 83 befindet
sich eingebaut in einem Ventilloch der Felge 85. Das Gehäuse der
Vorrichtung 87 ist hier so ausgebildet, dass es zumindest
teilweise an der Innenfläche
der Felge 85 anliegt. Dadurch kann das zusätzliche
innere Stützmittel,
welches in dem Ausführungsbeispiel
zu 5 gezeigt wurde, entfallen.
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Ein
Ausführungsbeispiel
eines weiteren Aspektes der vorliegenden Erfindung, der in Kombination
aber auch unabhängig
von den übrigen
Aspekten betrachtet werden kann, betrifft ein Snap-In Ventil 91 mit
einer Vorrichtung 115 zum Messen des Reifendruckes eines
Fahrzeugreifens nach den 7 und 8.
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7 veranschaulicht
einen zweiteiligen Aufbau der Vorrichtung 115 mit zwei
voneinander getrennten Gehäuseabschnitten 93 und 95,
während 8 die
beiden Gehäuseabschnitte 93, 95 miteinander
verbunden darstellt. Der erste Gehäuseabschnitt 93 ist
einem Ventilfuß 92 des
Snap-In Ventils 91 zugewandt, während sich ein zweiter Gehäuseabschnitt 95 an
der dem Snap-In Ventil 91 abgewandten Seite des Gehäuseabschnitts 93 anschließt. Der
Gehäuseabschnitt 93 weist
auf seiner dem Ventilfuß zugewandten Seite
eine Hohlschraube 97 mit einem Gewinde auf, das mit einem
Gewinde in einem Ventilschaft im Ventilfuß 92 des Snap-In Ventils 91 zusammenwirkt.
Die Hohlschraube 97 weist einen Schaft und einen kantigen
Kopfabschnitt auf, der sich an dem von dem Ventilfuß abgewandten
Ende der Hohlschraube 97 befindet. Dieser kantige Kopfabschnitt
verhindert ein Verdrehen der Hohlschraube 97 bei Befestigung
des Gehäuseabschnitts 93 an dem
Ventilfuß.
Die Hohlschraube 97 befindet sich in der Mitte eines zylinderförmigen Hohlraumes
des Gehäuseabschnittes 93,
dessen Durchmesser mindestens dem des Ventilfußes entspricht. Durch Verschrauben
des Gewindes der Hohlschraube 97 mit dem Gewinde in dem
Ventilfuß des
Snap-In Ventils 91 kann der Gehäuseabschnitt 93 mit
dem Snap-In Ventil 91 eine lösbare Verbindung eingehen.
Wird der Gehäuseabschnitt 93 an
den Ventilfuß angeschraubt, so
nimmt der Hohlraum, in dem sich die Hohlschraube 97, befindet
den Ventilfuß auf.
In anderen (nicht gezeigten) Ausführungsbeispielen wird die Verbindung
zwischen Ventilfuß und
Gehäuseabschnitt 93 durch
ein anderes Verbindungsmittel, wie beispielsweise durch eine Nietverbindung
zwischen Ventilfuß und
einen Verbindungsmittel am Gehäuseabschnitt 93,
bewerkstelligt. Weiterhin umfasst der Gehäuseabschnitt 93 Luftführungskanäle 101,
die zu einem Luftführungssystem
gehören,
welches zwischen dem Reifeninnenraum eines Fahrzeugreifens und über die
Hohlschraube 97 mit dem Snap-In Ventil 91 kommunizierend
ausgebildet ist. Zu diesem Luftführungssystem
gehört
auch ein zylinderförmiger
Hohlraum auf der zum Ventilfuß abgewandten
Seite des Gehäuseabschnittes 93.
Dieser zylinderförmige
Hohlraum hat einen kleineren Innendurchmesser als ein zweiter zylinderförmiger Hohlraum,
der sich ebenfalls auf dieser Seite des Gehäuseabschnittes befindet und
ein Innengewinde 99 an dessen Innenwand aufweist. Dieses
Gewinde 99 ist passend zu einem Außengewinde 103 ausgebildet,
welches sich an der Außenseite
eines zylinderförmigen
Gehäuseteils
des Gehäuseabschnittes 95 befindet.
Mit Hilfe dieser beiden zueinander passenden Gewinde 99 und 103 kann
eine lösbare,
gleichzeitig aber stabile, Verbindung zwischen den Gehäuseabschnitten 93 und 95 hergestellt
werden.
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Diese
lösbare
Verbindung kann nach (nicht gezeigten) Ausführungsbeispielen auf andere
Art und Weise realisiert sein. Beispielsweise werden in manchen
Ausführungsbeispielen
die beiden Gehäuseabschnitte 93 und 95 mit
Hilfe von wenigstens zwei Schrauben miteinander verschraubt. Dabei
befindet sich z.B. in Gehäuseabschnitt 93 jeweils
ein einer Schraube entsprechendes Gewinde, während in dem anderen Gehäuseabschnitt 95 jeweils
eine Halterung, die sich zum Beispiel in einer dem Schraubenkopf
entsprechenden Einkerbung des Gehäuseabschnittes 95 befindet,
für die
Schrauben vorgesehen ist. In wieder anderen Ausführungsbeispielen wird eine
Verbindung zwischen den beiden Gehäuseabschnitten 93 und 95 beispielsweise
durch eine Steckverbindung hergestellt. Hier sind zum Beispiel an
der Außenseite
des Gehäuseabschnittes 93 wenigstens zwei
sich gegenüberliegende
Nasen angeformt, während
an der Außenseite
des anderen Gehäuseabschnittes 95 entsprechende
elastische Halterungen angeformt sind, in die die Nasen bei Zusammenführung der
beiden Gehäuseabschnitte 93 und 95 einrasten
können.
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Der
Gehäuseabschnitt 95 enthält ein Luftdruckkontrollsystem,
das eine Platine 107 mit einem Mikroprozessor 109 und
einem Luftdrucksensor 111 und für die Stromversorgung eine
Batterie 105 aufweist. Zusätzlich weist das Luftdruckkontrollsystem in
manchen Ausführungsbeispielen
eine Übertragungseinheit
zur drahtlosen Übermittlung
eines Signals auf, das beispielsweise den Luftdruck des Fahrzeugreifens
angibt oder ein entsprechendes Signal enthält, dass der Luftdruck nicht
einem vorgegebenen Sollwert entspricht. Sowohl die Komponenten (Platine 107,
Mikroprozessor 103, Luftdrucksensor 111, etc.)
des Luftdruckkontrollsystems als auch die Batterie 105 befinden
sich in einem entsprechend geformten Hohlraum des Gehäuseabschnittes 95.
In manchen Ausführungsbeispielen
sind die Komponenten des Luftdruckkontrollsystems und die Batterie 105 lose,
d.h. entnehmbar, in diesem Hohlraum des Gebäudeabschnittes 95 untergebracht,
sodass wenigstens die Batterie 105 oder auch andere Teile
des Luftdruckkontrollsystems bei Bedarf, beispielsweise wenn die
Batterie 105 leer ist oder der Luftdrucksensor 111 einen
Defekt hat, ausgetauscht werden können. In einigen Ausführungsbeispielen
sind die einzelnen Komponenten des Luftdruckkontrollsystems in Sandwich-Bauweise übereinander
angeordnet. Beispielsweise befindet sich, in Richtung von unten nach
oben vom Snap-In Ventil 91 aus zu dem Gehäuseabschnitt 95 gesehen,
zuerst die Batterie 105, dann die Platine 107,
auf der sich der Mikroprozessor 109 befindet (und beispielsweise
auch die Übertragungseinheit)
und auf dessen Oberseite der Luftdrucksensor 111 angeordnet
ist.
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8 zeigt
die beiden Gehäuseabschnitte 95 und 93 in
einem verbundenen Zustand. Die Formgebung der beiden Gehäuseabschnitte 95 und 93 ist derart,
dass sie im verbundenen Zustand einen Hohlraum 113 bilden,
der über
dem Drucksensor 111 liegt. Der Hohlraum 113 wird
hier beispielsweise durch den zylinderförmigen Hohlraum des Gehäuseabschnittes 93 und
einem im Durchmesser entsprechenden zylindrischen Hohlraum, der über dem
Luftdrucksensor 111 des Gehäuseabschnittes 95 gelegen
ist, gebildet. Dieser Hohlraum 113 ist Teil des Luftführungssystems
und ist über
die Luftführungskanäle 101 kommunizierend
mit dem Reifeninnenraum des Fahrzeugreifens und über die Hohlschraube 97 mit dem
Snap-In Ventil 91 verbunden. Wird also Luft über das
Snap-In Ventil 91 in
den Reifeninnemraum des Fahrzeugreifens gefüllt, so strömt diese zuerst durch das Innere
des Ventilschafts des Snap-In Ventils 91, gelangt dann
durch die Hohlschraube 97, die in den Ventilschaft eingeschraubt
ist, in den Hohlraum 113 und verteilt sich von dort durch
die Luftführungskanäle 101 in
den Reifeninnenraum. Die Luftführungskanäle 101 haben
beispielsweise einen Durchmesser von ca. 2mm und führen von
dem Hohlraum 113 nach außen aus dem Gehäuseabschnitt 93 heraus.
Aus einer Sicht von der Hohlschraube 97 in Richtung des Hohlraums 111 gesehen,
sind die Luftführungskanäle 101 in
einigen Ausführungsbeispielen
konzentrisch und von innen nach außen laufend angeordnet. Eine Anzahl
von z.B. 6 solcher Luftführungskanäle 101 ist ausreichend,
um den Fahrzeugreifen entsprechend mit Luft zu befüllen. Nach
der Befüllung
des Fahrzeugreifens liegt an dem Luftdrucksensor 111 der
Reifenluftdruck, aufgrund der kommunizierenden Verbindung des Hohlraums 113 über die
Luftführungskanäle 101 mit
dem Reifeninnenraum, an.
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Durch
den zuvor beschriebenen zweiteiligen Aufbau der Vorrichtung 115 und
der lösbaren
Verbindung zwischen dem Gehäuseabschnitt 93 und
dem Gehäuseabschnitt 95 ist
es möglich,
den Gehäuseabschnitt 95 auch
im montierten Zustand der Vorrichtung 115 an das Snap-In
Ventil 91 einfach zu ersetzen. Beispielsweise kann bei
einem Defekt der Batterie 105 der Gehäuseabschnitt 95 abgeschraubt
werden und durch einen anderen entsprechenden Gehäuseabschnitt
mit einer neuen Batterie ersetzt werden. Besonders einfach ist der
Austausch der Batterie 105 in den Ausführungsbeispielen, in denen
beispielsweise die Platine 107 mit dem Mikroprozessor 109 und
dem darauf befindlichen Luftdrucksensor 111 und die Batterie 105 per
Hand oder speziellem Werkzeug entnehmbar in dem Hohlraum des Gehäuseabschnitts 95 untergebracht
sind. Hier müssen
nur die eben genannten Komponenten gelöst werden und die Batterie
kann ersetzt werden. Es können
also die vorhandenen Komponenten des Luftdruckkontrollsystems und
der vorhandene Gehäuseabschnitt 95 weiter
verwendet werden. In manchen Ausführungsbeispielen ist durch
den oben genannten schichtweisen Aufbau des Luftdruckkontrollsystems und
der lösbaren
Montage des Luftdruckkontrollsystems und dessen einzelner Komponenten
in dem Gehäuseabschnitt 95 ein
Austausch einzelner Komponenten möglich.