DE2137207A1

DE2137207A1 - Anzeigevorrichtung fur den Reifendruck eines Fahrzeuges

Info

Publication number: DE2137207A1
Application number: DE19712137207
Authority: DE
Inventors: RoIfK Brighten Wolber William G Southfield Mich Mueller (V St A ) M
Original assignee: Bendix Corp
Current assignee: Bendix Corp
Priority date: 1970-09-14
Filing date: 1971-07-24
Publication date: 1972-03-16
Also published as: GB1311585A; FR2116360B1; CA984484A; FR2116360A1; JPS5437373B1; US3723966A

Description

Patentanwalt .

Karl A. Brose

Dip! Ing.

D.-8023 München - Pullach VieKHfr.2,T.Md».7930570.7931782

vI/Mü-Paris file:4583-A 8023 Pullach, den 23. Juli 1971

THE BENDIX CORPORATION, Executive Offices, Bendix Center, Southfield, Michigan 48075, Michigan, USA

Anzeigevorrichtung für den Reifendruck eines Fahrzeuges

Die Erfindung betrifft eine Anzeigevorrichtung für den Reifendruck eines Fahrzeuges und insbesondere eine Anzeigevorrichtung, die an einer vom Reifen abgelegenen Stelle abgelesen werden kann.

Eine wirkungsvolle, billige Anzeigevorrichtung zum Anzeigen des Reifendruckes eines Fahrzeuges, die Druckwerte eines Reifens überwachen kann und dem Fahrer eines Fahrzeuges während des Fahrbetriebes eine Anzeige über den Reifendruck vermittelt, ist seit langen eine wünschenswerte Einrichtung, da ein niedriger Reifendruck häufig zu einer übermässigen Wärmeentwicklung und fehlerhaften Reifen führt, insbesondere bei radialen Schichtreifen oder Gürtelreifen mit einem Gürtelmaterial aus Stahl oder Fiberglas. Derartige Ausfälle eines Reifens treten üblich ohne vorausgehende Warnung auf und führen oftmals zum Verlust der Herrschaft über das Fahrzeug, woraus sich eine Zerstörung des Fahrzeuges, Verletzungen und Tod von Personen ergeben kann. Im Falle von grossen teuren Lastwagenreifen tritt häufig eine Zerstörung der Reifen während des Betriebes des Fahrzeuges als Ergebnis eines niedrigen Reifendruckes auf und zwar bevor der Fahrer des Fahrzeuges sich der Lage bewusst wird, so dass durch eine solche Anzeigevorrichtung die Fahrzeugkosten bzw. Betriebskosten redu-

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ziert werden könnten, wenn eine solche Einrichtung zur Verfügung stünde und wirtschaftlich eingesetzt werden könnte.

Nach einem bekannten Vorschlag werden Radiosender und Empfänger verwendet bzw. jedes Rad ist dabei gewöhnlich mit einem Sender ausgestattet, der ein Radiosignal an einen Empfänger sendet,wenn der Reifendruck irgendeines Rades auf einen gefährlichen Druckwert abfällt.

Ein aktiver Sender an jedem Rad des Fahrzeuges bringt jedoch die Forderung mitsich, dass eine Energiequelle von jedem Pad oder Reifen mitgeführt werden muss, oder dass Schleifringe vorgesehen werden müssen, um entweder den Sender mit Energie zu versorgen, oder um das Anzeigesignal an einem am Rahm-en montierten Sender hinzuleiten. Alle diese VorscHäge sind nicht nur mit hohen Kosten, sondern auch mit Alterungsproblemen behaftet, so dass sich derartige Systeme nicht durchsetzen konnten.

Ein weiterer bekannter Vorschlag zur Lösung dieses Problems besteht darin, ein passives Detektorelement zu verwenden, welches am Rad montiert ist und induktiv an eine Abtastschaltung über nebeneinander angeordnete Spulen zu koppeln, wobei eine Spule am Fahrzeugrahmen und eine am Fahrzeugrad angeordnet ist. Dieser Vorschlag macht jedoch rotationssymmetrische und im dichten Abstand angeordnete Spulenkörper erforderlich, was ebenso nicht billig ist. Darüberhinaus werden diese Komponenten einer Vlbration und Stössen ausgesetzt, die durch unebene Strassenflachen bedingt sind und sie können ebenso aufgrund ihrer freien Lage beschädigt bzw. verwittert werden.

Ein Ziel der vorliegenden Erfindung richtet sich auf die Schaffung einer vom Reifen entfernt gelegenen■Reifendruckanzeigevorrichtung, die keinerlei komplexe oder teuere Komponenten auf-

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weist, um sie an den Rädern oder den Reifen des Fahrzeuges zu montieren oder an einer frei liegenden Stelle am Fahrzeugrahmen zu montieren und die kein aktives Abtastelement erfordert.

Die aus der folgenden Beschreibung hervorgehende Lösung dieser Aufgabe besteht in der Verwendung eines passiven Antwort-Abtasters, der von jedem Fahrzeugrad mitgeführt wird und von einer Radio-Sender-Erapfängereinheit abgefragt wird, um ein Anzeiges ignal immer dann zu erzeugen, wenn der Reifendruck auf einen gefihrliehen-Wert abfällt.

Im folgenden wird die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen und unter Hinweis auf die Zeichnung näher erläutert.

Es zeigt:

Fig. 1 eine perspektivische Ansicht eines mit einem Anzeigesystem nach der Erfindung ausgestatteten Fahrzeugs;

Fig. 2 ein Blockschaltbild des Anzeigesystems nach der vorliegenden Erfindung;

Fig. 3 eine Seitenansicht einer Reifen-Radanordnung mit eingebautem Transponderelementj

Fig. 4 eine Schnittdarstellung durch die Transpondermontagestelle in Figur 3»

Fig. 5 schematisch eine angewandelte Ausführungsform einer Transponderanordnung; und

Fig. 6 eine schematische Darstellung einer noch weiteren abgewandelten Ausführungsform einer Transponderanordnung.

Figur 1 zeigt ein Fahrzeug 10, beispielsweise einen Sattelschlepper. Dieses Fahrzeug kann natürlich auch ein Fahrz-eug zum Be-

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fördern von Personen, wie Busse and soweiter sein. Jede Reifen-Radanordnung 12 weist einen Transponder 14 auf, der in geeigneter Weise mit einer Sender-Empfängereinheit 16 zusammenarbeiten kann, die ihrerseits so ausgelegt ist, dass sie eine Ablenkoder Anzeigeeinheit 18 erregen kann, die im Führerhaus 20 des Fahrzeuges montiert ist. . ·

Figur 2 zeigt ein funktionelles Blockschaltbild, welches die Funktion zwischen den Transpondern 14, Sender-Empfänger 16 und Anzeigeeinheit 18 wiedergibt.

Die Sender-Empfängerelnheit 16 besteht aus einer Sendereinheit 22 und aus einer Empfängereinheit 24, wobei der Sender 22 so ausgelegt ist, dass er periodisch eine Radiofrequenz aussendet, wie beispielsweise (175 Kilohertz) Signale, die zeichnerisch bei 26 angedeutet sind und die vom Transponder 14 empfangen werden. Der Transponder 14 besteht aus einem Lc Resonanzkreis 28, der auf die Frequenz des Sendesignals abgestimmt ist, so dass, wenn die Schaltung 28 durch den Schalter 30 zum Zeitpunkt des Sendens des Senders geschlossen wird, die Schaltung oder der Kreis 28 fortfährt zu schwingen, nachdem das ausgesendete Signal unterbrochen wurde.

Hierdurch wird ein Antwortradiosignal erzeugt, welches von der Empfängereinheit 24 aufgefangen wird, wobei die Empfängereinheit dann die Anzeigevorrichtung 18 entsprechend erregt.

Um eine Betätigung der Anzeigeeinheit 18 aufgrund der von der Sender-Empfängereinheit 16 ausgesendeten Signale zu verhindern, wird ein Torimpulssignal 29 erzeugt, wenn das Signal des Senders 22 ausgesendet wird und dieses Impulssignal wird dazu verwendet, die Empfängereinheit 24 ausser Betrieb zu setzen und sie dann erneut wieder einzuschalten, wann immer das Sendersignal

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nicht gesendet wird.

Da geeignete Sender-Empfängereinheiten und Anzeigevorrichtungen ansich gut bekannt sind, soll auf eine nähere Beschreibung dieser Einrichtungen hier verzichtet werden.

Der Schalter 30 ist so ausgelegt, dass er durch den Druckwert, · der in jedem Reifen herrscht, betätigt werden kann und also geschlossen wird, wann immer der Druckert auf einen gefährlichen Punkt abfällt, wie dies noch beschrieben werden soll, so dass die Anzeigevorrichtung 18 diesen Zustand anzeigt.

Die Figuren 3 und 4 zeigen im einzelnen den Einbau des Transponders 14.

Die Schaltungsspule oder Wicklung 32 und die Kapazität 34, die im Sinne eines SchwingkMses geschaltet und ausgewählt sind, und zwar für eine Resonanzfrequenz, die gleich der vom Sender 22 gesendeten Frequenz ist, sind in einen Schutzgummi oder Plastikkern 36 eingebettet, der von einem Metallgehäuse 38 gehaltert ist, welches Metallgehäuse seinerseits vom Radrand 40 über einen Dichtgummi 42 gehaltert ist, der ebenso zur Abdichtung der Öffnung 46 im Rand 40 dient.

Eine Antennenschleife 48 ist ebenso vorgesehen und durch den Dichtgummi 42 nach aussen geführt und ist mit der Masse des Randes 40 bei 50 verbunden, um für die Transponder Schwingkreisschaltung 28 eine Masse oder Erde vorzusehen, aber auch um die Antenne gegen eine Bewegung aufgrund der Umdrehung des Reifens und des Rades12 zu sichern.

Um bei niedrigen Druckbedingungen die Schaltung 28 betriebsfähig zu halten, ist eine nachgiebige leitende Membran 52 vorgesehen,

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die eine abgedichtete Kammer 54 definiert, die Luft oder ein anderes Medium mit einem Druck enthält, der kleiner als der bei normalen Druckwerten im Reifen herrschende Druck ist.

Ein öffnung 56 ist im Gehäuse 38 ausgebildet, um dem Druck im Reifen die Möglichkeit zu geben auf die leitende Membran 52 eine Kraft auszuüben. Ein Paar von Kontakten 58 und 60 sind ebenso vorgesehen, wobei der Kontakt 58 elektrisch an ein abgestimmtes Schwingkreiselement angeschlossen ist und der Kontakt 60 elektrisch an die leitende Membran 52 angeschlossen ist.

Wann immer der Druck im Reifen sich innerhalb normaler Grenzen bewegt, sind die Kontakte 58 und 60 wie gezeigt getrennt und die Schwingkreisschaltung 28 bleibt offen, so dass also kein Signal von dem Empfänger 24 aufgrund der Abfragesignale, die vom Sender 22 ausgesendet werden, aufgefangen werden kann.

Wenn nun der Reifendruck auf einen gefährlichen Wert absinkt, so zwingt der Druck in der Kammer 54 die leitende Membran 52 und den Kontakt 60 nach oben bzw. gegen den Kontakt 58, bis letzterer Kontakt den Kontakt 60 berührt und der Schwingkreis über die leitende Membran 52, das Gehäuse 39 und einer Verbindung 62, die an das Gehäuse und einem abgestimmten Schwingkreiselement angeschlossen ist, vervollständigt wird.

Wenn nun der nächste Impuls der Sendersignale durch den Sender 22 ausgesendet wird, fängt der Schwingkeis 28 zu schwingen an und antwortet mit einem Radiosignal, welches die selbe Frequenz aufweist. Dieses Signal wird seinerseits vom Empfänger 24 aufgefahren und dazu verwendet, die Ablenkvorrichtung 18 zu betreiben, um somit dem Fahrer des Fahrauges den gefährlichen Zustand des betreffenden Reifens anzuzeigen.

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.Es sind eine Reihe von Abwandlungen dieses grundlegenden Systems möglich wie beispielsweise hinsichtlich der antwortenden Schwingkreisschaltungen, die schematisch in den Figuren 5 und 6 veranschaulicht sind.

Diese Anordnungen verändern die Frequenz der antwortenden Schaltung als Funktion des Reifendruckes, wobei ein Dosenaneroid Sk zum Verändern der Kapazität der in Figur 5 gezeigten Schaltung verwendet wird und ein Dosenaneroid 66 zum Verändern der Induktivität der in Figur 6 gezeigten Schaltung verwendet wird, um dadurch die Frequenz der jeweiligen Signale abzustimmen. Der Sender kann dann in geeigneter Weise so ausgelegt werden, dass er den Frequenzbereich dieser Anordnungen abfährt, und der Empfänger 24 und die Anzeigevorrichtung 18 können dann ein Anzeigesignal vorsehen, wenn der Reifendruck auf einen gefährlichen Wert abfällt, was dann einer gegebenen Antwortefrequenz entspricht oder es besteht auch die Möglichkeit, eine dauernde Anzeige des Reifendruckes vorzusehen.

Es kann auch der Sender so eingestellt werden, dass er eine feste Frequenz entsprechend der Frequenz des Schwingkreises aussendet und zwar bei einem gefährlichen Druckwert, wobei dieser Druckwert den Sender veranlasst Antwortsignale zum Empfänger hin zu senden, wann immer der Reifendruck auf diesem gefährlichen Wert abfällt.

Ähnlich kann jede Schaltung 28 auf eine unterschiedliche Frequenz abgestimmt werden, wobei der gesamte Frequenzbereich von dem Sender 22 überstrichen wird, so dass der Reifen mit dem niedrigen Druck selektiv identifiziert werden kann.

Zusätzlich zum Reifendruck kann auch die Reifentemperatur, Reifenablenkung oder ein anderer kennzeichnender Parameter dazu

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verwandet werden, die Transponderschaltung oder Steuerschaltung zu betreiben. ·

Um falsche Ablenksignale, die durch zufällige Signale bedingt sind, oder von vorbeifahrenden Fahrzeugen herrühren, minimal zu gestalten, kann eine Zeitverzögerungseinrichtung vorgesehen sein, wobei Signale von Transponder fortgesetzt oder dauernd empfangen werden müssen, um die Anzeigevorrichtung zu triggern.

Darüberhinaus kann die Grosse und die Dauer der Tanspondersignale durch Verwendung eines Druckdosenaneroids verändert werden, der den Widerstand in der Schwingkreisschaltung verändert, um dadurch den Dämpfungsgrad in der Schaltung zu regeln, wobei dann diese Eigenschaft des Signals dazu verwendet werdenkann, den Zustand des Reifens anzuzeigen.

Aus der vorangegangenen Beschreibung ergeben sich, dass durch die vorliegende Erfindung eine Anzeigevorrichtung zum Anzeigen des Zustandes eines Reifens geschaffen wird, die billig, einfach und zuverlässig ist, wobei keinerlei Energiequellen oder aktive Sender an der Radanordnung des Fahrzeuges mitgeführt oder angeordnet werden brauchen.

Sämtliche in der Beschreibung erkennbaren und in der Zeichnung dargestellten Einzelheiten sind für die Erfindung von Bedeutung.

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Claims

Patentansprüche

1. Anzeigevorrichtung für den Reifendruck eines Fahrzeuges, ge-Meennzeichnet durch folgende Einrichtungen und Merkmale: eine Sendereinheit zum Senden eines Radiofrequenzsignals; eine passive Transpondereinrichtung, die von der Rad-Reifenanordnung des Fahrzeuges mitgeführt wird und in geeigneter Weise als Antwort auf ein von der Sendereinrichtung ausgesendetes Signal mit einem Radiofrequenzsignal antworten kann; eine Abtastereinrichtung, die eine Änderung im Antwortbetrieb der Sendereinheit in Abhängigkeit von Änderungen im Zustand der Reifen-Radanordnung bewirkt; eine im Fahrzeug mitgeführte Anzeigevorrichtung, die eine Anzeige entsprechend des Signals der Antworteinrichtung vorsieht bzw. eine Anzeige einer Änderung des Zustandes der Reifenradanordnung vorsieht.

2. Anzeigevorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Abtasteinrichtung eine auf Druck ansprechende Vorrichtung enthält, die eine Änderung im Betrieb der Antwort- oder Transpondereinrichtung in Abhängigkeit von einer Änderung im Reifendruck verursacht.

3. Arseigevorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Abtasteinrichtung Mittel zum Ausserbetriebsetzen der Antwort-oder Transpondereinrichtung aufweist, und zwar oberhalb eines bestimmten Reifendruckwertes. "

k, Anzeigevorrichtung nach Anspruch 3» dadurch gekennzeichnet, dass die Antwort- oder Transpondereinrichtung aus einem Oszillatorkreis besteht und dass die Abtasteinrichtung Mittel zum Unterbrechen der Oszillatorschaltung enthält, wann immer der Reifendruck einen bestimmten Druckwert über oder unterschreitet.

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5. Anzeigevorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Antwort- oder Transpondereinrichtung aus einem variablen Frequenzoszillator besteht und dass die Abtasteinrichtung Mittel zum Verändern der Frequenz der Oszillatorschaltung in Abhängigkeit von Änderungen im Zustand der Reifen-Radanordnung enthält.

6. Anzeigevorrichtungen nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Abtasteinrichtung die Kapazität der Oszillatorschaltung als Funktion des Reifendruckes verändert.

7. Anzeigevorrichtung nach Anspruch 5,dadurch gekennzeichnet, dass die Abtasteinrichtung die Induktivität der Oszillatorschaltung als Funktion des Reifendruckes verändert«

8. Anzeigevorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass eine Vielzahl von Antwort- oder Transpondereinrichtungen vorgesehen ist und dass jeweils eine von einer Reifen-Radanordnung des Fahrzeuges mitgeführt ist, und dass jedes der Signale der Transpondereinrichtungen eine unterschiedliche Frequenz aufweist und dass die Sendereinheit Signale über einen Frequenzbereich sendet, der die Frequenzen jeder dieser Transpondereinrichtungen enthält.

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