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Die vorliegende Erfindung betrifft den Mechanik/Automobil-Sektor und bezieht sich auf Zubehörteile für Aufblasventile von Luftreifen von Gummirädern, insbesondere für Motorräder, Personenkraftwagen, Transportfahrzeuge und leichte oder schwere Lastkraftwagen, Laster oder Trucks.
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Genauer gesagt betrifft die Erfindung eine Blockierschraube eines TPMS-Wandlers (Tyre Pressure Monitoring System) mit einem Metallventil vom Typ ”Clamp-in”.
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Die TPMS-Technologie sieht vor, dass elektronische Sensoren zur Erfassung und Übertragung einiger Betriebsparameter des Funktionierens der Reifen, wie beispielsweise Druck und Temperatur, in einen Wandler eingesetzt sind, der direkt auf das Ventil montiert ist, und dass das Ventil seinerseits über ein in der Felge vorgesehenes Loch an dem Rad befestigt ist, wie es im Stand der Technik bekannt ist.
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Genauer gesagt muss die Baugruppe Ventil-Wandler auf der Felge des Rades so montiert sein, dass das Ventil in den Bereich außerhalb der Felge herausragt und der Wandler im Inneren der Kammer aufgenommen ist, die zwischen dem Reifen und der Felge selbst begrenzt ist, so dass er die Innenfläche dieser Felge berührt.
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Die Ventile, die bei Oberklassewagen und bei Lastkraftwagen verwendet werden, sind überwiegend Metallventile vom Typ ”Clamp-in”, die mit einem länglichen Körper, Schaft genannt, sowie einem zylindrischen Kopf versehen sind.
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Derartige Ventile sind nun vollständig von einer Zuleitung durchsetzt, die längs deren Längsachse x angeordnet und dafür ausgelegt ist, das Innere der durch die Felge und den Reifen begrenzten Kammer mit dem Außenbereich in Verbindung zu bringen, damit der Reifen aufgeblasen und entleert werden kann.
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Die ”Clamp-in”-Metallventile sind an der Felge des Rades mittels Blockiermitteln mit Schraube befestigbar, die aus einer Schraubenmutter gebildet sind, die in ein Gewinde geschraubt ist, das an dem Schaft des Ventils herausgearbeitet ist, das aus der Felge nach außen herausragt.
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Die Verbindung zwischen dem Kopf des Ventils und dem Wandler, um eine Baugruppe Ventil-Wandler zu bilden, wird mit bekannten Fixierungsmitteln realisiert, vorwiegend mit einer Verbindung mit Blockierschraube.
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Der Wandler ist mit einem entsprechenden Sitz zum Aufnehmen des Kopfs des Ventils versehen und ist vollständig von einer Öse durchsetzt, die für einen Durchgang der Blockierschraube geeignet und so ausgestaltet ist, dass der Kopf dieser Schraube den Sensor an dem Ventil festspannen kann.
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Damit ein einziger Wandler sich perfekt an die möglichen und unterschiedlichen Formen der handelsüblichen Felgen anpassen kann, mit dem auch unterschiedliche Typen von Ventilen verbunden werden können, welche unterschiedliche Formen und Dimensionen aufweisen, ist es erforderlich, dass die Blockierschraube, die den Kopf des Ventils mit dem Wandler selbst stabil verbindet, es ermöglicht, die volle Größe der an dem Wandler vorbereiteten Öse maximal auszunutzen, so dass der zwischen der Achse des Ventils und der Auflageebene des Wandlers gebildete Winkel aus einem möglichst großen Bereich zwischen einem Minimalwert und einem Maximalwert, die durch die Länge der Öse bestimmt sind, ausgewählt werden kann.
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Die Anforderung einer derartigen Montageflexibilität ist eine Notwendigkeit, die in dem sogenannten ”After Market”-Sektor sogar noch wichtiger ist, d. h. bei anschließenden Wartungen oder Ersetzungen durch Komponenten, die nicht immer größenmäßig oder geometrisch kompatibel sind.
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Die gegenwärtig im ”After Market”-Sektor verwendeten Blockierschrauben weisen einen zylindrischen Kopf und einen Schaft auf, der eine solche Länge besitzt, dass er die Öse des Wandlers durchsetzt und die axiale Leitung in dem Kopf des Ventils erreicht.
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Genauer gesagt sind viele Blockierschrauben, die zum stabilen Anbringen eines Wandlers an einem bereits an der Felge montierten Ventil verwendet werden, an ihrem Kopf mit einer profilierten Ausnehmung versehen, beispielsweise mit hexagonalem Querschnitt, die zum Zusammenwirken mit einem geeigneten Einschraubwerkzeug wie beispielsweise einem ”Torx”-Schlüssel dient.
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Derartige herkömmliche Blockierschrauben weisen eine wichtige Beschränkung und Nachteil auf: Während des Festspannens des Kopfs des Ventils in dem entsprechenden, in dem Wandler herausgearbeiteten Sitz erfordert der Kopf der Schraube einen solchen Platzbedarf, dass die korrekte Winkelorientierung zwischen der Achse des Ventils und der Auflageebene des Wandlers an der Felge behindert wird.
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In einigen Fällen trifft beim Festschrauben die Seitenfläche des Kopfs der Schraube auf die Oberfläche des Wandlers, der somit Mühe hat, sich in korrekter Weise bezüglich der Felge auszurichten und sich entsprechend anzuordnen. Insbesondere gelingt es dem Schaft der Schraube nicht, die ganze Länge der Öse auszunutzen, und er beschränkt die Schwankung des Winkels zwischen der Achse des Ventils und der Auflageebene des Sensors.
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Da kein Platz zur Verfügung steht, bildet der Kopf der Schraube ein Hindernis für den Wandler, der für eine tangentiale Verwendung an der Felge ausgelegt ist, und er beeinträchtigt die Möglichkeit, dass die Achse des Ventils und die Auflageebene des Wandlers bestmöglich relativ zueinander ausgerichtet sind. Insbesondere ist dieser Winkel immer größer als jener, der eine Ausnutzung der gesamten Länge der Öse erlauben würde.
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Wenn die Montage nicht korrekt ist und der Sensor nicht tangential zur Folge ist, entstehen zwischen dem durch die Blockierschraube zusammengespannten Ventil und dem Wandler Kräfte und Drücke, welche die verschiedenen Komponenten beschädigen können.
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Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, diese Beschränkungen zu überwinden, welche die Stabilität der Verbindung Ventil-Wandler sowie die korrekte Positionierung und Funktionsweise von letzterem beeinträchtigen würden.
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Es ist somit von grundlegender Bedeutung, eine korrekte Orientierung des Ventils und des Wandlers zu erzielen, relativ zueinander und bezüglich der Felge, indem die Größe des Winkelbereichs maximiert wird, der zwischen der Achse des Ventils und der Auflageebene des Wandlers realisiert werden kann.
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Diese Aufgabe wird gelöst mit einer Blockierschraube eines TPMS-Wandlers mit einem Metallventil vom Typ ”Clamp-in” zur Bildung einer an der Felge eines Rades anbringbaren Gruppe, wobei
- – das Metallventil einen länglichen Körper und einen Kopf aufweist und von einer Leitung vollständig durchsetzt ist, die zumindest teilweise entlang seiner Längsachse angeordnet ist,
- – der Wandler mit einer Auflageebene, die geeignet ist, im Gebrauch auf der Innenfläche der Felge angeordnet zu werden, mit einem Sitz zum Aufnehmen des Kopfs des Ventils und mit einer Öse für den Durchgang der Blockierschraube versehen ist, wobei die Blockierschraube umfasst:
- – einen Schaft, der in die Öse des Wandlers einführbar ist, bis er die axiale Leitung des Ventils erreicht;
- – einen Kopf, der zum Zusammenwirken in Anlage an den Wandler geeignet ist und mit einer Ausnehmung versehen ist, die so geformt ist, dass sie zum Zusammenwirken mit einem Einschraubwerkzeug geeignet ist;
dadurch gekennzeichnet, dass der Kopf der Schraube eine konkave Seitenfläche aufweist, die so ausgestaltet ist, dass der Platzbedarf in Bezug auf den Wandler minimiert wird.
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Bei einer besonders bevorzugten Variante der Erfindung kann der zwischen der Achse des Ventils und der Auflageebene des Wandlers gebildete Winkel eine minimale Größe annehmen, kleiner als 10°.
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Gemäß einem ersten Aspekt der Erfindung weist der Kopf der Schraube einen kreisförmigen Querschnitt auf.
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Bei einer bevorzugten Variante umfasst die Schraube eine axiale Leitung, die sie vollständig durchsetzt und als Fortsetzung der axialen Leitung des Ventils dient.
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In vorteilhafter Weise ist die Blockierschraube aus Stahl hergestellt, und sie ist insbesondere zumindest teilweise mit einer Korrosionsschutzbehandlung beschichtet.
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Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung weist der Schaft ein Gewinde zum Zusammenwirken mit einem entsprechenden Gewinde auf, das auf der Innenfläche der axialen Leitung des Ventils vorgesehen ist.
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In vorteihafter Weise ist auf dem Schaft der Schraube ein chemisches oder mechanisches Abschraubverhinderungssystem vorgesehen.
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Der Hauptvorteil der Erfindung ist offenbar: Dank der konkaven Ausgestaltung der Seitenfläche ihres Kopfes bewirkt die Blockierschraube die Verbindung Ventil-Wandler, wobei sie im Wesentlichen die gesamte Größe der Öse ausnutzen kann, ohne durch den Platzbedarf des Wandlers selbst beschränkt zu sein.
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Die Konkavität des Kopfes der Schraube verhindert, dass diese Schraube auf die angeglichene Oberfläche des Wandlers in der Nähe seiner Öse stößt, wodurch es dieser Schraube ermöglicht wird, eine beliebige Position längs dieser Öse einzunehmen, mit dem Ziel, den von der Achse des Ventils bezüglich der Auflageebene des Wandlers an der Felge definierbaren Winkelbereichs so groß wie möglich zu machen, wodurch eine korrekte Positionierung der Komponenten relativ zueinander ermöglicht wird.
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In praktischer Hinsicht gesehen ist es durch Halten des Ventils auf der Achse des Lochs der Felge möglich, gleichzeitig den Wandler gut ausgerichtet bezüglich der Oberfläche dieser Felge zu befestigen.
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In vorteilhafter Weise ermöglicht es die konkave Form des Kopfs der Schraube, dass die Achse des Ventils und die Auflageebene des Wandlers an der Felge auch einen Winkel zwischen ihnen bilden können, der stark reduziert im Vergleich zu den Montagewinkeln ist, die mit den herkömmlichen Blockierschrauben erzielbar sind, mit denen der Wandler, um tangential zur Felge zu sein, den Drücken und Verformungen hinsichtlich seiner Einspannung mit dem Kopf des Ventils ausgesetzt ist.
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Außerdem erhöht die Erfindung die Sicherheit, da die korrekte Montage der Gruppe Ventil-Wandler das Risiko des Ablösens dieses Wandlers vor und während der Bewegung des Fahrzeugs vermindert.
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Noch vorteilhafter ist es, dass eine korrekte Montage die Sicherheit eines guten Funktionierens des gesamten TPMS-Systems, eine lange Lebensdauer der Sensoren und eine beträchtliche wirtschaftliche Einsparung bei Ersatzteilen und Wartungen bietet.
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Dieser und weitere Vorteile gehen aus der folgenden Beschreibung noch klarer hervor, in der bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung in beispielhafter und nicht beschränkender Weise unter Bezug auf die Figuren beschrieben werden, wobei:
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1 im Längsschnitt einen TPMS-Wandler darstellt, der mittels einer erfindungsgemäßen Blockierschraube mit einem Metallventil vom Typ ”Clamp-in” verbunden
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2 und 3 in Längsschnitten eine Blockierschraube gemäß zweier möglicher Varianten der Erfindung darstellen; und
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4 in perspektivischer Ansicht eine Blockierschraube als Alternative zu den 2 oder 3 darstellt.
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In 1 ist eine Baugruppe aus Ventil 2 und Wandler 3 für TPMS-Systeme gezeigt, die beispielsweise bei einem Rad eines Lastkraftwagens verwendbar ist, wobei das Ventil 2 und der Wandler 3 stabil mittels einer Blockierschraube 1 zusammengebaut sind, die den Kopf 5 des Ventils in einem an dem Wandler 3 vorgesehenen Sitz 7 axial befestigt.
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Das Ventil 2 aus Metall, das eine Längserstreckungsachse x aufweist, umfasst einen länglichen Körper 4, der den Mechanismus des Ventils selber enthält, und einen Kopf 5, der ausgestaltet ist, um in komplementärer Weise mit dem Wandler 3 gekuppelt zu werden.
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Längs des länglichen Körpers 4 des Ventils 2 ist eine Zuleitung 6 für den Durchgang von Luft vorgesehen, die den Außenbereich mit dem Inneren des Luftreifens in Verbindung bringen kann, auf dem die Baugruppe montiert ist.
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Der Wandler 3, der die geeigneten Sensoren enthält, ist mit einem Sitz 7 versehen, der so ausgestaltet ist, dass er den Kopf 5 des Ventils 2 aufnehmen kann.
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In der dargestellten Variante ist der Kopf 5 des Ventils 2 mit einer halbkugeligen Form versehen, so wie der in dem Wandler 3 herausgearbeitete entsprechende Sitz 7.
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Der Wandler 3 umfasst außerdem eine Öse 8, die ihn vollständig durchsetzt und für den Durchgang dieser Blockierschraube 1 geeignet ist.
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Die Blockierschraube 1 zum stabilen Kuppeln des Ventils 2 und des Wandlers 3 umfasst einen Schaft 10 und einen Kopf 11.
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Der Schaft 10 kann in die Öse 8 des Wandlers 3 eingesetzt werden, bis er die axiale Leitung 6 des Ventils 2 erreicht.
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Genauer gesagt umfasst der Schaft 10 ein Gewinde 15 zum Zusammenwirken mit einem entsprechenden Gewinde 9, das auf der Innenfläche der axialen Zuleitung 6 des Ventils 2 vorgesehen ist, um eine stabile Befestigung zu erzielen und ein Abstreifen bzw. Ablösen zu vermeiden.
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Zu diesem Zweck kann der Schaft 10 mit einem System zum Verhindern des Abschraubens versehen sein, das aus chemischen oder mechanischen Systemen gemäß der bekannten Technik ausgewählt ist.
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Der Kopf 11 ist geeignet für ein Zusammenwirken in Abstützung auf der Oberfläche des Wandlers 3 außerhalb der Öse 8.
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Die Länge L der Öse 8 bestimmt das maximale Winkelintervall des Winkels α zwischen der Längsachse x des Ventils 2 bezüglich der Auflageebene π des Wandlers 3 und somit dessen maximale und minimale Größe.
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Gemäß Bezug insbesondere auf die 2 bis 4 weist der Kopf 11 der Schraube 1 eine verjüngte Seitenfläche 13 auf, die insbesondere konkav ist.
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Der Kopf 11 der Schraube 1 umfasst außerdem eine ebene Endfläche 16 auf, die mit einer angeglichenen Ausnehmung 12 versehen ist, die für ein Zusammenwirken mit einem Einschraubwerkzeug geeignet ist.
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Der Kopf 11 der Schraube 1 weist kreisförmige transversale Querschnitte auf, die mit zunehmender Entfernung vom Schaft 10 eine abnehmende Fläche aufweisen.
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Unter besonderem Bezug auf den Querschnitt von 3 umfasst die Blockierschraube 1 eine axiale Zuleitung 14, die sie vollständig durchsetzt und als Fortsetzung der axialen Zuleitung 6 des Ventils 2 dient.
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In einigen Fällen kann die Blockierschraube 1 massiv sein, d. h. ohne die axiale Zuleitung 6.
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Derartige Blockierschrauben 1 sind vorzugsweise aus Stahl gebildet und sind, zumindest teilweise in Korrespondenz zu ihrem Kopf 11, mit einer Korrosionsschutzbehandlung beschichtet.
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Die Vorgehensweise bei der Montage einer Baugruppe Ventilwandler, die mittels einer Blockierschraube 1 gemäß der Erfindung zusammengebaut ist, an einer Felge 20 eines Rades wird im Folgenden beschrieben.
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Die erste Phase sieht das Anbringen eines Metallventils 2 vom Typ ”Clamp-in” an der Felge vor, indem um das Ventil eine geeignete Befestigungsschraubenmutter auf der Außenseite des Luftreifens aufgeschraubt wird.
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Wenn das Ventil 2 an der Felge befestigt ist, wird der Wandler 3 auf dem Ventil 2 positioniert, wobei der Formschluss zwischen seinem Kopf 5 und dem an dem Wandler 3 vorgesehenen entsprechenden Sitz 7 ausgenützt wird.
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Unter Verwendung eines geeigneten ”Torx”-Schlüssels oder eines entsprechenden Werkzeugs wird danach die Blockierschraube 1 in die entsprechende Öse 8 des Wandlers 3 eingeschraubt, bis mit dem Schaft 10 der Schraube 1 das in der Axialleitung 6 des Ventils 2 vorgesehene Gewinde 9 erreicht wird und bis der Kopf 11 der Schraube 1 frei in Abstützung mit der Oberfläche des Wandlers 3 außerhalb seiner Öse 8 zusammenwirkt, in vorteilhafter Weise ohne von der Außenform des Wandlers selbst begrenzt zu werden.
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Das Einschrauben der Blockierschraube wird in vorteilhafter Weise durch die Aushöhlung bzw. Konkavität des Kopfs 11 der Schraube 1 erleichtert, die sich nicht mit der Kontur des Wandlers 3 überschneidet, sondern mit diesem in komplementärer Weise zusammenwirkt, so dass das Winkelintervall maximiert wird, zwischen dem der Winkel α gewählt werden kann, der zwischen der Längsachse x des Ventils 2 bezüglich der Auflageebene π des Wandlers 3 auf der Oberfläche der Felge definiert ist.
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Genauer gesagt ermöglicht es die Aushöhlung des Kopfs 11 der Schraube 1 gemäß 1, dass dieser Winkel α auch einen stark reduzierten Wert erreichen kann, der die Bedingung entspricht, für welche die Achse x des Ventils 2 und die Auflageebene π des Wandlers 3 so gut wie möglich ausgerichtet zueinander sind.
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Noch mehr vorteilhaft kann diese Blockierschraube 1 auch in einem Fall der anschließenden Ersetzung des Wandlers 3 oder des Ventils 2 bei bereits montierten Gruppen Ventil-Wandler eingesetzt werden, insbesondere in Fällen, in denen die Austauschteile die maximale Montageflexibilität erfordern, um eine korrekte Positionierung aller Komponenten und ihr besseres Funktionieren zu garantieren, und in denen Winkel α zwischen der Achse der Blockierschraube und der Auflageebene des Wandlers erforderlich sind.
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Die beschriebene und dargestellte Erfindung ermöglicht es, die gestellten Aufgaben und Ziele zu erreichen, und sie ist in vorteilhafter Weise in allen Anwendungen einsetzbar, welche die Verwendung eines Ventils vom Typ ”Clamp-in” mit einer TPMS-Vorrichtung erfordern.
