DE2143392A1 - Einrichtung zur Überwachung des Druckes in Fahrzeugreifen - Google Patents

Description

DjPl.-Ing. Hans W. Groening

^S_n*?,?*- 2 U 3392

8OOO München 26

Postfacft 9 . Zweibrückenstraße β

Te/. 2959 51/29 6183

The Goodyear Tire and Rubber Company Akron, Ohio, U. S. A.

Einrichtung zur Überwachung des Druckes in Fahrzeugreifen.

Die Erfindung bezieht sich auf Signalanlagen und betrifft speziell eine ausfallsichere Anlage zur Anzeige eines niedrigen Reifendrucks bei einem in Fahrt befindlichen Fahrzeug.

Die zur Zeit verfügbaren Warnanlagen zur Überwachung eines Reifendrucks haben keine Verbreitung gefunden, da sie unwirtschaftlich oder unzuverlässig sind und für einen einwandfreien Betrieb eine regelmäßige Überprüfung und Wartung und Einstellung der verwendeten Schaltkreise erfordern.

Ein Problem bei derartigen Anlagen ist die Übertragung von Kontrollsignalen zwischen einem beweglichen Teil und dem relativ dazu stationären Teil des Fahrzeugs, und der zur Zeit brauchbarste Weg zur Lösung dieses Problems ist die magnetische Kopplung von Signalen. Mit dieser Technik umgeht man die Nachteile von Bürstenverschleiß und Verschmutzung bei Schleifringsystemen u. dergl. Ferner entfällt bei magnetischer Signalkopplung die Notwendigkeit einer Leistungsversorgung für den beweglichen Teil, und die Anlage ist somit bequem einzubauen und leicht zu warten und erlaubt einen großen Spielraum in ihrem Betrieb.

Alle anderen bekannten Anlagen sind so ausgeführt, daß die übertragenen Signale Umgebungseinflüssen ausgesetzt sind, die auf sie eine ähnliche Wirkung haben, wie wenn ein niedriger Reifendruck gemeldet wird, sodaß Fehlanzeigen auftreten' können und daß das Vertrauen in die Zuverlässigkeit der Anlage schwindet.

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Es besteht daher Bedarf für eine Signalanlage zur Anzeige niedriger Reifendrücke, bei welcher keine Strom- oder Spannungsquelle bzw. keine aktiven Bauelemente am beweglichen Teil nötig sind, die ferner eine verhältnismässig lange Lebensdauer hat und unabhängig von Umgebungszuständen arbeitet, und die schließlich ausfallsicher ist und somit eine zuverlässige und ständige Anzeige liefert.

Beim Gegenstand der vorliegenden Erfindung sind "nur zwei ,Spulen und ein druckempfindlicher Schalter im beweglichen Teil vorgesehen, um eine Anzeige eines niedrigen Reifendrucks zu liefern, uni die erfindungsgemässe Anlage arbeitet mit einer Signalquelle, die im stationären Teil des Fahrzeugs enthalten ist. Das Verhalten der Signalquelle wird in einer neuartigen ,Weise beeinflußt, die als solche erkannt und von Umgebungseinflüssen oder Nichtmessbedingungen unterschieden werden kann. Im Hinblick auf Letzteres läßt sich beispielsweise mit der erfindungsgemäßten Anlage nicht nur der Zustand des Druckschalters für "niedrigen Druck" fühlen, sondern es lassen sich auch Zustände erfassen, die ai-ftreten, wenn das Fahrzeug stillsteht und sich das Anzeigegerät in beliebiger Position bezüglich des Fühlgeräts befindet.

Bei der vorliegenden_Erfindung ist die Bewegung des Fahrzeugs mit der Erzeugung eines charakteristischen Signals verbunden, und dieses Signal wird nur beim Vorhandensein eines positiven Signals aus der Druckfühlerschaltung erhalten, um eine Anzeige des einwandfreien Betriebs der Anlage zu liefern. Die Abwesenheit eines der beiden Signale liefert eine Anzeige für den Ruhezustand oder die Anzeige für einen niedrigen Reifendruck.

Die Einfachheit der Fühlerschaltung, bei der nur ein Spulenpaar und ein Druckschalter nötig sind, wirkt sich auch auf den übrigen Teil der Anlage aus, in dem man nämlich bei einer Warneinrichtung für ein einzelnes Fahrzeugrad mit einem Minimum an diskreten aktiven und passiven Bauteilen auskommt, die einen Oszillator, und

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eine Fühlerschaltung zusammen mit einer Anzeigeschaltung mit nur zwei Lampen und einem zugehörigen Verstärker bilden. V/enn eine Anzeige von mehr als einem Rad gewünscht ist, werden zusätzliche Fühler und Fühlerschaltungen verwendet, und einige der Bauteile der Anzeigeschaltung werden zweifach vorgesehen. Bei einer Ausgestaltung der Erfindung benötigt man nur drei Anzeigelampen zur Einzelanzeige für die Vorderräder und zur zusammenfassenden Anzeige Tür beliebig viele Fahrzeugräder, wobei eine logische Diodenschaltung und handbetätigte Wählschalter zur Bestimmung des genauen Fehlerorts vorgesehen sind. .

Einen der schwachen Punkte bei den bekannten Anlagen bildet der zum Fühlen des Reifendrucks dienende Schalter,der über lange Zeitabschnitte betriebsfähig bleiben muß, ohne dabei eine Schaltoperation durchzuführen. Er ist extrem harten Umgebungseinflüssen ausgesetzt und muß zuverlässig eine Schaltoperation durchführen, wenn ein ganz bestimmter Zustand eintritt. Beim Gegenstand der vorliegenden .'Erfindung wir ein Ausfall dieses Bauteils sofort festgestellt, und durch verbesserte Konstruktion.gewinnt der Schalter eine lange Lebensdauer und Haltbarkeit.

Eine Aufgabe der Erfindung besteht somit darin, eine verbesserte Einrichtung zur Überwachung des Reifendrucks bei Fahrzeugen zu schaffen, mit der eine ausfallsichere Anzeige des Kormalbetriebs und eines Niederdrueks im Reifen erreicht wird. Bei dieser Einrichtung soll während der Fahrt des Fahrzeuges ein dem normalen Betriebszustand anzeigendes Signal erzeugt werden, währen die Abwesenheit eines solchen Signals als Fehleranzeige erkannt werden soll.

Eine weitere Aufgabe der Erfindung ist es, bei einer Einrichtung zur Überwachung des Druckes in Fahrzeugreifen zwischen denn nichtbetriebsbereiten Zustand der Einrichtung und der gewünschten nor-

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malen Druckanzeige unterscheiden zu können. Die. erfindungsgemäße Einrichtung soll ferner für Fahrzeugeniit mehreren Rädern geeignet sein, wobei die Erkennung eines Fehlers in irgendeinem Rad mit Hilfe einer minimalen Anzahl von visuellen Anzeigemittel!! möglich- sein soll. . · ·

Es ist eine weitere Aufgabe der Erfindung, eine Einrichtung z.ur Überwachung des Reifendrucks von Fahrzeugen ausfallsicher zu machen, indem eine besondere Anordnung von Fühlspulen und Druckschalter am beweglichen Rad als vollständige Fühleinrichtung verwendet wird.

Schließlich soll die erfindungsgemäße Einrichtung zur Überwachung des Reifendrucks sowohl bei Lastwagen als "auch bei Personen wagen verwendbar sein.

Einzelheiten, weitere Vorteile und Aufgaben der Erfindung gehen aus nachstehender Beschreibung hervor, in der anhand von Zeichnungen einige Ausführungsbeispiele der erfindungsgemäauen Einrichtung beschrieben werden. Diese Ausführungsbeispiele sind nur einige -wenige der möglicheaRealisierungsformen des erfindungsgemäßen Prinzips.

Figur 1 zeigt einen Schnitt durch das Rad und die Achse eines Lastwagens mit der erfindungsgemäi3en Einrichtung, wobei auch die im Führerhaus des Lastwagens angeordnete Anzeigeeinheit schematisch dargestellt ist;

Figur 2 ist eine perspektivische Ansicht der Fühlspuleneinheit, wobei die gegenseitige Anordnung der Fühlspulen erkennbar ist;

Figur 3 zeigt ein Schaltbild einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung, die insbesondere für Personenwagen geeignet ist;

Figur 4 zeigt ein Schaltbild einer zweiten Ausgestaltung der Erfindung, die besonders für Omnibusse, Lastwagen und

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Fahrzeuge mit vielen Rädern geeignet ist;

Figur 5 zeigt einen Schnitt durch einen besonders für Lastwagen geeigneten Reifendruckschalter;

Figur 6 zeigt einen Schnitt durch einen Reifendruckschalter, der sich besonders für Personenwagen eignet.

In Figur 1 ist eine Lastwagenachse 10 zu sehen, die mit einem Flansch 11 endet und an der drehbar eine Nabe , 12 angeordnet ist. Die Achse 10 hängt zwar am übrigen Teil des Fahrzeugs, sie ist jedoch als ein Teil desjenigen Fahrzeugteile anzusehen, der sich bezüglich der Drehbewegung der Nabe 12 bei der Fahrt des Fahrzeugs in Ruhe befindet. Durch Bolzen 14 mit rechtwinklig eingebogenem Ende ist an der Nabe 12 das Rad 15 befestigt, welches einen Reifen 16 trägt. Mit dem Inneren des Reifens 16 besteht Verbindung durch einen Ventilschaft 18, der durch die Felge des Rades 15 greift.

Auf den Ventilschaft 18 ist ein "T"~Ansatz 19 aufgeschraubt, der den Druckschalter 20 zur Kontrolle des Drucks innerhalb des Reifens 16 enthält und durch den zum Aufpumpen über ein übliches Ventil 21 Luft in das Innere des Reifens geleitet werden kann. Besondere Ausgestaltungen des Druckschalter 20 werden weiter unten ausführlicher beschrieben, für die Beschreibung der Arbeitsweise der Einrichtung sei zunächst nur erwähnt, daß dieser Druckschalter 20 ständig auf den Luftdruck im Reifen 16 anspricht und bei normalem oder höherem Reifendruck geschlossen ist. Der Schalter 20 ist so ausgelegt, daß er beim Fühlen eines bestimmten Drucks, der unterhalb des normalen Reifendrucks liegt, einen Strom , kreis öffnet.

Auf der Felge des Rades 15 und mit ihr drehbar ist die Fühlspuleneinheit 22 angeordnet, die parallel der Rotationsebene des Ra-

des 15 umläuft und über durch gesonderte Löcher im Rad 15 geführte Drähte 24 mit dem Druckschalter 20 verbunden ist.

Der Druckschalter 20 und die Fühlspuleneinheit 22 wirken zusammen als Einrichtung zur Lieferung der notwendigen Anzeigen der Reifendrücke, wobei besonders hervorzuheben ist, dai3 am beweglichen. Teil des Fahrzeugs keine anderen Geräte vorgesehen sein müssen. Wie os noch beschrieben werden wird, können verschiedene Anordnungen dos Schalters 20 und der Fühlspuleneinheit 22 verwendet werd.en, es t:u-i nur darauf geachtet werden, daß sie sich dicht am relativ stationären Teil des Fahrzeugs befinden und daß unter den vorgeschriebenen Bedingungen eine gewünschte magnetische Influenz erreicht wird.

Nahe demFlansch 11 der Achse 10 ist auf einer fest mit dieser verbundenen Stütze 25 das Fühlgerät 26 angeordnet, welches neben der Umlaufbahn der Fühlspuleneinheit 22 liegt und von dieser einen so geringen Abstand hat, daß eine magnetische Kopplung möglich ist. Das Fühlgerät 26 ist seinerseits über Leitungsdrähte 2d mit deia Anzeigegerät 29 verbunden, welches sich weiter weg im Führerhaus des Fahrzeugs befindet und über verschiedenfarbige Anzeigelampen 30 und 31 die überwachten Zustände sichtbar darstellt. Die zusätzlich gezeigten mit dem Anzeigegerät 29 verbundenen Leitungen j$2 kommen aus ähnlichen Fühlgeräten an den verschiedenen anderen Rädern des Fahrzeugs.

Die Fühlspuleneinheit 22 ist im einzelnen in Figur 2 dargestellt und enthält ein in einen Kunststoffblock 36 eingebettetes Spüenpaar 34, 35. Der Block 3o wird an der Felge des Rades 15 mittels einer Klammer 37 festgehalten, die zwischen die Felge und den Randwulst des Reifens 16 eingesetzt werden kann. Die Spulen 34 und liegen im wesentlichen parallel der Achse 10 des Fahrzeugs und sina nebeneinander angeordnet. Die Spulen 34 und 35 bestehen .aus ungefähr 20 Windungen aus Kupferdraht und sind in entgegengesetzter

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Richtung gewickelt. Sie sind jeweils an einem Ende durch einen Leiter 33 miteinander verbunden, während sich die anderen Endenin den Anschlußleitungen 39-fortsetzen, die zur Verbindung mit dem Druckschalter 20 dienen, wie es durch die Leitung 24 in Figur 1 gezeigt ist. In der beschriebenen Ausgestaltung der Erfindung sind entgegengesetzt gewickelte Spulen 34 und 35 gezeigt, jedoch kann eine ähnliche Wirkung auch mit völlig gleichen Spulen erreicht werden, die entgegengesetzt angeschlossen sind. In jedem .der beiden Fälle wird der Serienstromkreis der beiden Spulen durch Schließung des Druckschalters 20 geschlossen. Auch können, obwohl aus mehreren Windungen bestehende Spulen 34 und 35 beschrieben werden, andere Spulenanordnungen zum gleichen Ergebnis führen, es kann sogar eine einzige Drahtschleife verwendet werden, wenn sie in Form einer Acht geschlungen ist. Alle diese Anordnungen bewirken eine magnetische Feldumkehrung, wobei beispielsweise ein in der Spule 34 induzierter Strom in entgegengesetztem Sinn durch die Spule 35 fließt, wo er ein magnetisches Feld erzeugt, welches dem empfangenen magnetischenFeld entgegengerichtet ist.

Figur 3 zeigt schematisch die Bauteile einer Warneinrichtung für ein einzelnes Rad, wobei Schaltverbindungen für weitere Räder gestrichelt angedeutet sind.Die Bauelemente für das Fahlgerät 26 sind innerhalb der gestrichelten Umrahmung 40 dargestellt, während in der gestrichelten Umrandung 41 die Bauelemente für das Anzeigegerät 29 eingezeichnet sind. Im Fühlgerät 40 befinden sich zwei Spulen 42 und 44> die ähnlich wie die in Figur 2 dargestelllen Fühlspulen 34 und 35 angeordnet sind und Teil einer Oszillatorschaltung 45 bilden, welche.die Transistoren 46 und 47 enthält. In der Oszillatorschaltung sind geeignete Widerstände zur Erzeugung von Vorspannungen vorgesehen, und ein gegenüber der Masseleitung 49 positives Potential auf der Leitung 43 bewirkt bei magnetischer Rückkopplung zwischen den Spulen 42 und 44 einen normalen Schwingungszustand der Schaltung. Der Transistor 46 dient der Strom- oder Spannungsverstärkung und empfängt das Rückkopplungs-

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signal von der Spule 42 an seiner Basis, während .sein Kollektor direkt mit der Basis des Oszillatortransistors 47 verbunden ist. Der Kollektor des Transistors 47 erregt seinerseits die Spule 44, die mit einem Parallelkondensator 50 einen Oszillatorschwingkreis bildet. Der Oszillator 45 erzeugt in seiner normalen Betriebsweise eine verhältnismässig hohe Frequenz.

Bei Anwesenheit der Fühlspuleneinheit 22, die in der Figur als Achterschleife 51 dargestellt ist, wird jedoch von der Oszillatorspule 44 ein Strom im rechten Teil der SQhleife 51 induziert und über den Druckschalter 52 auf den linken Abschnitt gekoppelt, wo er ein Magnetfeld in der entgegengesetzten Richtung erzeugt, welches mit der Spule 42 verkettet ist. Es sei auf das wesentliche Merkmal hingewiesen, daß das von den Fühlspulen 22 erzeugte Magnetfeld im Vergleich mit den Umgebungseinflüssen ungewöhnlich ist und sich wesentlich von einem Magnetfeld unterscheidet, welches beim Vorhandensein eines magnetisch permeablen Körpers in der Nähe der Oszillatorspulen 42 und .44 entstehen würde. Ein derartiger Körper hätte die Eigenschaft, die magnetische Kopplung zwischen den Spulen 42 und 44 zu vergrößern. Auch hat eine einfache Spule mit einer oder mehreren Windungen in der Nähe der Oszillatorspulen 42 und 44 eine andere Wirkung, nämlich hauptsächlich die eines kurzgeschlossenen Transformators, wobei Energie aus dem mit den Oszillatorspulen 42 und 44 verketteten Magnetfeld absorbiert wird, jedoch keine wesentliche Beeinflussung der gegenseitigen Fhasenbeziehungen erfolgt.

Die Fühlspulen 22 werden natürlich bei jeder Umdrehung des Rades 15 während der normalen Fahrt des Fahrzeuges in die Nähe der Oszillatorspulen 42 und 44 gebracht, wobei die Periodizität dieses Vorgangs von der Fahrzeuggeschwindigkeit abhängt.Wenn die Fühlspulen 22 nahe an den 0szillatorspulen42 und 44 liegen, dann ist der Einfluß auf die Rückkopplungsenergie so groß, daß der Oszillator 45 überhaupt nicht mehr schwingt, und keine Hochfrequenz mehr an seinem Ausgang'erscheint. Nach Entfernung der Fühlspulen 22

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kehrt der Oszillator in seinen normalen Schwingungszustand zurück. Wenn der Druckschalter 52 geöffnet ist, dann wird der Ausgang des Oszillators 45 nicht ms r kl ich beeinflußt. Somit hat die Drehung des Rades 15 zur Folge, daß der Ausgang des Oszillators 45 mit einer entsprechenden Frequenz nur dann moduliert wird, wenn der Druckschalter 52 geschlossen ist, was einen normalen Reifendruck anzeigt.

Das Ausgangssignal des Oszillators 45 gelangt vom Kollektor des Transistors 47 über den Kondensator 55 zum Demodulatorteil des Fühlgeräts 4o, und zwar zur Basis des Transistors 54» um im Emitterstromkreis dieses Transistors -den Stromfluß in die RC-Schaltung zu steuern. Die Aufladezeit der RC-Schaltung 56 ist lang im Vergleich mit dem Hochfrequenzausgang des Oszillators 45, jedoch-kurz im Vergleich zum Modulationssignal im Oszillator, sodaß jedesmal, wenn die Fühlspuleneinheit 22 an den Oszillatorspulen 42 und 44 vorbeiläuft ein Impuls am Emitter des Transistors 54 erzeugt wird.

Zur Feststellung der Anwesenheit solcher aufmodulierter Impulse wird eine Vergleichsschaltung verwendet, die den Transistor 58 enthält, dessen Emitter mit dem Kondensator 59 der RC-Schaltung 56 und dessen Basis mit einem zweiten Kondeasator 60 und einer zwischen den Kondensatoren 59 und 60 liegenden Diode 61 verbunden ist. Die an der RC-Schaltung 56 entwickelte Gleichspannung gelangt über die Diode 61 an den zweiten Kondensator 60, um an diesem eine Bezugsspannung zu erzeugen, und die Diode 61 bleibt solange in Durchlaßrichtung gespannt, wie die erzeugte Spannung auf einem hohen Wert bleibt. Wenn jedoch an der RC-Schaltung 56 ein negativer Impuls erscheint, der vom Erlöschen des Oszillators 45 herrührt, dann wird die Diode 61 in Sperrichtung gespannt und die Ladung su.f dem zweiten Kondensator 60 erzeugt eine Durch laßspannung -für den Transistor 53, wodurch ein Spannungsimpuls an seinem Kollektorviderstand 62 auftritt. Beim Fehlen einer Modulation des Oszillators 45 oder wenn wegen eines Ausfalls der Schal-

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tung oder wegen der ständigen Anwesenheit der Fühlschleife 51 in der Nähe der Oszillatorspulen 42 und 44 kein Oszillatorsignal erscheint, dann wird keine Impulsspannung am Kollektor des Transistors 58 erzeugt, und zu diesen Zeiten findet ein Vergleich der Spannungen an den Kondensatoren 59' und 60 statt.

Der Kollektor des Transistors 58 ist ..direkt auf die Basis des Transistors 64 gekoppelt, in dessen Kollektorstromkreis ein Kondensator 65 liegt, um einen Spanrtungspegel zur Steuerung des Anzeigegeräts 41 zu erzeugen. Der Kondensator 65 und sein zugehöriger Entladeweg bilden eine verhältnismässig große zeitkonstante, sodaß die vom Vorbeilauf der Pühlspuleneinheit 22 erzeugten Impulse akkumuliert werden, selbst wenn das Fahrzeug verhältnismässig langsam fährt. Die Zeitkonstante ist jedoch genügend kurz, um den Kondensator innerhalb der Zeit für wenige Umdrehungen des Rades 15 zu entladen, wenn keine Bedingungen für die Modulation vorhanden sind. Die auf diese Weise am Kondensator 65 entwickelte Spannung wird an die Basis des Transistors 66 gelegt, der als Pufferverstärker wirkt und ein entsprechendes Ausgangssignal auf die Leitung 68 an seinem Emitter gibt.

Das Signal auf der Leitung 68 ist das Steuersignal vom Fühlgerät 26 eines einzelnen Rades und wird zum Führerhaus des Fahrzeugs und zu einer logischen Schaltung 69 geleitet. Ein Signal aus dem Fühlgerät eines anderen Rades wird an der angedeuteten Klemme 70 zugeführt, um gleichzeitig das gemeinsame Anzeigegerät 41 zu beaufschlagen, im Anzeigegerät 41 befinden sich zur visuellen Deutung des Betriebs der Anlage zwei Anzeigeelemente, die aus einer grünen Lampe 71 und einer roten Lampe 72 bestehen, deren .jede im Kollektorkreis eines zugehörigen Transistors 74 bzw. 75 liegt. Die beiden Transistoren sind über einen Widerstand 76 gleichstromgekoppelt. Der Transistor 74 liegt seinerseits über einen Widerstand 78 am Emitter des Transistors 79» der eine Eingangsspannung aus der logischen Schaltung 69 empfängt, die auf die Zustände aller kontrollierten Räder des Rahrzeugs

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anspricht.Die Transistoren 74 und 75. sind so zusammengeschaltet, daß entweder die grüne Lampe 71 oder die rote Lampe 72 aufleuchtet oder aber beim Ausfall der Stromversorgung bzw. einer ähnlichen Störung keine Anzeige erfolgt.

Die logische Schaltung 69 besteht aus Halbleiterdioden 80, 80a, die in die von den Räder-Fühlgeräten kommenden Leitungen,, 68, geschaltet sind.Ihre Anoden sind gemeinsam an die Leitung 81 angeschlossen, um eine Spannung am Widerstand 82 für die.Basisvorspannung zu erzeugen. Ferner sind in der logischen Schaltung 69 die Emitterwiderstände 84, 84a enthalten, die zwischen den Kathoden der Dioden 80, 80a und Masse 49 liegen. Die Dioden 80, 80a wirken gemeinsam wie eine logische UND-Schaltung, wobei ein positives Potential an. der Kathode einer jeden Diode 80, 80a nötig ist, um die Spannung auf der Leitung 81 auf einem hohen Wert zu halten, der als Vorspannung über den Widerstand 82 angelegt ist. Wenn irgendeine oder mehrere der Dioden 80, 80a in Durchlaßrichtung gespannt werden, d.h. wenn eines oder mehrere der von den Fühlgeräten auf den Leitungen 68, 70 kommenden Signale auf einen niedrigen Pegel sinkt, dann verkleinert sich der Pegel auf der Leitung 81 auf einen Wert, der den Transistor 79 sperrt. Da der Transistor 79 normalerweise den Vorstrom für den Transistor 74 liefert, wird letzterer ebenfalls gesperrt, wodurch die grüne Lampe 71 ausgeht und die der Basis des Transistors 75 angelegtg Spannung ansteigt, sodaß die rote Lampe 72 eingeschaltet wird

und einen Fehler in der Anlage anzeigt. Während des normalen Betriebs der Schaltung ist der Transistor 79 gemeinsam mit dem Transistor 74 in Durchlaßrichtung gespannt, wobei der Ldztere seinen Kollektorstrom durch die grüne Lampe 71 sendet und diese leuchten läßt. Die Spannung an der grünen Lampe 71 hat zur Folge, daß die Vorspannung des Transistors 75 zur Aufrechterhaltung dessen Leitfähigkeit nicht ausreicht und somit die rote Lampe 72 erlischt.

In' der Figur 4 ist eine andere Ausführungsform des Anzeigegeräts dargestellt, die insbesondere für Omnibusse, Lastwagen und andere

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Fahrzeuge mit vielen Rädern geeignet ist. Für eine derartige Ausführungsform ist es zweckmässig, ausreichend viele Anzeigeelemente zu haben, um das Verhalten aller Räder gleichermassen gut anzeigen zu können, ohne daß.jedoch dabei die Anlage so kompliziert und teuer wird, daß sie sich für einen weit verbreiteten Gebrauch nicht durchsetzt.

Bei dieser Ausgestaltung der Erfindung ist wiederum eine grüne Lampe

85 vorgesehen, um die Funktionsfähigkeit der Anlage im Normalbetrieb anzuzeigen, wobei vom Fühlgerät eines jeden Rades entsprechende Signale empfangen werden. Ausserdem sind zwei rote Lampen

86 und 88 vorgesehen, die für das linke und für das rechte Vorderrad des Fahrzeugs jeweils· eine gesonderte Anzeige liefern, und die beim gemeinsamen Aufleuchten einen Fehler an den übrigen Rädern des Fahrzeugs signalisieren.

Ähnlich wie bei dem oben beschriebenen Anzeigegerät 41 sind die roten Lampen 86 und 88 in die Kollektorkreise von Transistoren 89 und 90 geschaltet, die mit vorgeschalteten Transistoren 91 und 92 direkt gekoppelt sind.Die Transistoren 91 und 92 empfangen Eingangssignale vbn den Leitungen 94 und 95, die von den Fühlgeräten des rechten und linken Vorderrads kommen.

Im Falle eines positiven Signals auf der Leitung 94 wird der Transistor 91 in Durchlaßrichtung gespannt, sodaß dieser Transistor leitfähig wird und sich seine KollektoEspannung vermindert. Hierdurch wird der Transistor 89 gesperrt, sodaß ein Auf--= leuchten der roten Lampe 86 verhindert wird und sich sei ne Kollektorspannung erhöht. Es sei darauf hingewiesen, daß die Widerstände 96 und 97 die Kollektcren der Transistoren 89 und 90 mit den Basiselektroden der Transistoren 91 und 92 verbinden und für die Schaltung eine Hitkopplung bilden, sodaß ein gesättigter Betrieb sowohl im leitenden als auch im gesperrten Zustand gesichert ist. Die Kollektoren der Transistoren. 89 und 90 sind jeweils über Widerstände 98 und 99 mit der Basis eines Transistors 100 verbunden,

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mit dem der Betrieb der grünen Lampe 85 gesteuert wird. Der Transistor 100 ist so vorgespannt, daß er nur durchlässig werden kann und die grüne Lampe 85 einschalten.kann, wenn beide roten Lampen 86 und 88 ausgeschaltet sind. Der Emitter des Transistors 100 liegt am gemeinsamen Anschluß zweier in Reihe geschalteter Dioden 101, 102, die in den Emitterstromkreis der Transistoren 89 und 90 für die roten Lampen geschaltet sind. Bei dieser Anordnung dient die Durchla3spannung an den Dioden 101 und 102 zu Vorspannungszwecken.

Für jedes zu überwachende Rad des Fahrzeugs ist ein Fühlgerät vorgesehen wie es oben beschrieben wurde. Bei der dargestellten ,Ausführungsform sind vier Eingangsleitungen 104 ibs 107 dargestellt," die von vier Fühlgeräten an den Rädern kommen. Die Leitungen sind an dfe verschiedenen Kontakte eines Vielpunkt-Wählschalters 108 angeschlossen, wobei eine Verbindung 109 als wahlweise dargestellt ist. Die -Leitungen 104 bis 107 liegen ferner über Dioden 110, an einer gemeinsamen Leitung 111, die ihrerseits zu einem Kontakt

des Wählschalters 108 führt. Der Arm 114 des Wählschalters ist über einen Widerstand 115 mit der positiven Spannungsschiene verbunden und liegt ausserdem über jeweils eine Diode*116 bzw. 118

an den Eingangsleitungen 94 und 95.

Die Dioden 110 wirken wieder als UND-Schaltung für die Steuerung des Pegels auf der gemeinsamen Leitung 111. Das Diodenpaar 116, 118 hat'hauptsächlich eine Trennfunktion, und ein niedriger Signalpegel am Arm 114 des Wählschalters 108 zieht beide Eingangsleitungen 94 und 95 auf einen entsprechend niedrigen Pegel und bewirkt ein gleichzeitiges Leuchten der roten Lampen 86 und 88.

Unter normalen Betriebsbedingungen erscheinen auf allen Eingangsleitungen 104 bis 107 aus den einzelnen Fühlgeräten positive Signale, wodurch die Dioden 110 in Sperrichtung gespannt werden und die gemeinsame Leitung 111 sowie der Arm 114 des Wähl schalters auf hohem Potential gehalten werden. Die in Figur 4 gezeigte Stellung

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des Wählschalters 108 ist seine normale Betriebsstellung und bewirkt eine Anzeige, wenn von irgendeinem der Radfühlgeräte ein Fehler festgestellt wird. Durch Bewegung des Wählschalterarms 114 über die verschiedenen Kontakte kann dieser Fehler dann lokalisiert werden. Die Verbindung des letzten Kontakts des Wählschalters mit der Eingangsleitung 107, die durch die gestrichelte Linie 109 angedeutet ist, erlaubt die Gewinnung einer positiven jedoch redundanten Information und kann auch fortgelassen werden . Wenn der Signalpegel auf irgendeiner oder mehreren der Eingangsleitungen 104 bis 107 niedrig wird, dann fällt der Pegel auf der gemeinsamen Leitung 111 ebenfalls, der Pegel auf den beiden Eingangsleitungen 94 und 95 wird.über die Dioden 116 und 118 mit nach unten gezogen, wodurch.beide rote Lampen 86 und 88 aufleuchten« Wegen der damit verbundenen niedrigen Spannung an der Basis des Transistors 100 und der von der Diode 102 erzeugten in Sperriehtung gepolten Spannung wird die Speisund der grünen ■ Lampe 85 verhindert. .

In Figur 5 ist eine Ausführungsform eines Reifendruckschalters 120 gezeigt, die besonders für die Anwendung bei Lastwagen geeig- · net ist. Dieser Schalter schließt einen elektrischen Stromkreis, wenn im Reifen ein normaler oder höherer Druck herrscht, er ist jedoch offen, wenn der Reifendruck unter dem Normalwert liegt. Der Druckschalter 120 ist das in Figur 1 dargestellte Element zur überwachung des Drucks im Reifen 16 und zur Einschaltung der Fühlspuleneinheit 22, mit der er über die Leitungen 24 verbunden ist. · .

Der Druckschalter 120 enthält einen im Grunde zylindrischen Körper 121, dessen unterer Abschnitt 122 mit Gewinde versehen ist und in das "T"-Stück 19 eingesetzt werden kann. Der untere Abschnitt 122 enthält eine Durchgangsbohrung 124, die in Verbindung mit dem Luftdruck im Reifen 16 steht. Das obere Ende der Bohrung 124 ist verbreitert und nimmt einen Anschlagring 12 5

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aus Plastikkunststoff auf. An ihrem oberen Rand ist die Bohrung 124 mit einer kreisförmigen Gummimembran 126 abgedichtet, die sich je nach dem Luftdruck an ihrer Unterseite nach oben oder unten durchbiegen kann. Auf der Gummimembran 126 und mit ihr beweglich ist eine Kontaktplatte 128 angeordnet, die mittels eines durch sie greifenden Niets festgehalten wird. An der Schulter 127 des Niets 129 ist eine Dichtung vorgesehen. Zwischen der Koni; aktplatte 128 und der Kembran 126 befindet sich ein dünner Plastikring 133» der eine geringe Relativbewegung der Kontaktplatte 128 erlaubt. Eine Zugfeder 130 ist mit einem Ende in eine Öse am Niet 129 eingehakt und am anderen Ende mittels eines Stifts 131 festgehalten, der durch die letzte Windung der Feder greift und sich auf der unteren Fläche des Körpers 121 abstützt.

Die Gummimembran 126 wird mittels einer Hülse 132 festgeklemmt, die an der Unterseite eine Schulter 134 aufweist. Die Schulter trägt eine Mutter 135, die auf den oberen Teil des Körpers 121 aufgeschraubt ist. Die Hülse 132 ist teilweise mit Vergussmasse 136 gefüllt, die auch eine in der Hülse I38 befindliche Ringnut ausfüllt und zwei Kontaktstifte139 festhält, die der Kontaktplatte 128 zugewandte Flächen aufweisen. Von der Vergussmasse werden ausserdem zwei isolierte Zuleitungsdrähte I40 festgehalten, die mit den Kontaktstift 139 elektrisch verbunden sind und zum Anschluß an die an anderer Stelle gelegene Fühlspuleneinheit 22 eingerichtet sind.

Während des Normalbetriebs wird durch den in der Bohrung 124 des Körpers 121 herrschenden Luftdruck eine ausreichende Kraft auf die untere Fläche der Gummimembran 126 ausgeübt, um diese nach oben gegen die Kraft der Feder I30 zu drücken, sodaß die Kontaktplatte 128 die Kontaktstifte 139 berührt und den elektrischen Stromkreis schließt. Die geringe Bewegung der Kontaktplatte 126 auf dem Ring 133 verbessert den elektrischen Kontakt. Ein Absinken des Luftdrucks, in der Bohrung 124 hat zur Folge, daß die Gummimembran in die in Figur 5 gezeichnete Lage oder in eine noch tiefere Lage zurückkehrt, was unter Spannung der Gummimembran 126

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selbst und unter eier von der Zugfeder I30 aufgebrachten Spannung erfolgt. Der Anschlagring 125 begrenzt die .Bewegung der Giunmimembran 126, sodaß sie nicht allzusehr gedehnt wird und vorzeitig ausfällt. Der Arbeitspunkt dec Druckschalters 120 wird in erster Linie durch die Wahl der Eigenschaften der Feder 130 bestimmt, eine weitere Justierung kann jedoch durch Modifizierung der Federspannung erreicht werden, indem man die Dehnung der Feder I30 verändert.

Eine andere Ausführungsform des Druckschalters 141 ist in Figur 6 dargestellt. Die dort gezeigte Ausführungsform ist besonders für Personenwagen geeignet, bei denen das Aussehen und die Massenfertigung sowie die Zuverlässigkeit besonders wichtige Gesichtspunkte sind. Der Schalter 141 ist zur direkten Verbindung mit dem Luftdruck im Reifen ausgelegt und benötigt kein "T"-Anpassungsstück 19, wie es im Zusammenhang mit dem für Lastwagen vorgesehenen Schalter gezeigt wurde. Der Schalter 141 besteht aus einem im wesentlichen konisch ausgeführten Körper mit einer Durchgangsbohrung I44 ^und einen: langen dünnen Rohr 145» welches dicht in die Spitze des Körpers eingesetzt ist. Das Rohr 145 ist am Ende 146 abgeschrägt, sodai3 sich eine Spitze bildet, die durch die Gummiunterlage eines herkömmliche Reifenventilschafts gestoßen werden kann. Das Rohr 145 ähnelt in seiner Form einer üblichen Injektionskanüle, ist jedoch etwas größer. Das Innere des Rohrs 145 steht mit der Bohrung 144 im Körper 142 in Verbindung, sodaß die Bohrung dem Luftdruck im Reifen ausgesetzt ist. Innerhalb der Bohrung 144 befindet sich ein Anschlagring 148 aus Plastikkunststoff, der eine ähnliche Funktion wie der zuvor beschriebene Anschlagring hat.

Die Bohrung 144 des Körpers 142 ist mit' einer kreisförmigen Gumiüimembran 149 abgeschlossen, die eine kreisförmige Kontaktplatte 150 trägt und sich abhängig vom Luftdruck im Reifen, dem ihre untere Fläche ausgesetzt ist, auf- und abbeve^en kann. Etwas Silicon oder Rizinusöl bildet einen Film 147 zwischen der

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Kontaktplatte I50 und der Membran 149 und wirkt als Schmiermittel, sodaß die Kontaktplatte 150 auf der Membran gleiten kann. Die Membran 149 wird von einer Hülse IpI an ihrer Stelle gehalten, die ihrerseits an einer Schulter 152 von einem nach innen we.isenden Flansch 154 des Körpers 142 festgehalten wird.Im Inneren der Hülse 151 befindet sich ein Plastikelement 155 in Form eines Spulenkörpers, welches von dem nach innen weisenden Flansch 156 am oberen Ende der Hülse an seiner Stelle gehalten wird. Der untere Teil des Plastikelements 155 enthält die Kontaktstifte 158, deren Köpfe mit der Kontaktplatte I50 zusammenwirken, um einen Stromkreis zu schließen.Elektrische Anschlüsse zu den Kontaktstiften 158 weruen durch geeignete an.den Schaftenden der Stifte befestigte Drähte 159 hergestellt, die.durch Löcher im oberen Teil des Pastikelements 155 führen und von diesem Teil an Ort und Stelle gehalten werden.

Plastikelement 155 enthält eine.mittlere Bohrung, in der zwei Kugelauflager 161 und 162 und eine dazwischenliegende Druckfeder 163 angeordnet ist. Die Bohrung ist am oberen Teil mit Gewinde versehen, in welches eine Stellschraube I64 greift. Das untere Kugelauflager 162 stützt sich auf die Kontaktplatte 150, und die darauf drückende Kraft der Feder 163 widerst eht der Ausblähung der Oummimembran 149 und legt den Druckpegel fest, bei welchem die Kontaktplatte 150 die Kontaktstifte 158 beührt oder von ihnen abläßt. Eine Justierung des Umschaltpegels des Druckschalters 141 läßt sich durch Drehung der Stellschraube 164 in der Bohrung I60 des Plastikelements 155 erreichen, wodurch der Druck der Feder I63 und der Widerstand gegen die Bewegung der GummimeiüDran 149 verändert wird.

Da der einzige Kontakt mit dem Reifen des Fahrzeugs durch das vom Körper 142 ausgehende Rohr 145 hergestellt wird, kann die Befestitung des Körpers am Rad des Fahrzeugs mittels eines Bandes oder einer ähnlichen Einrichtung erfolgen, welches den Körper

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142 oder die Hülse 151 umschlingt und den Druckschalter 141 fest in seiner Lage hält. Das den Film 147 herstellenae Silicon oder Öl kann auch die Bohrung 160 des Plastikelements 155 durchsetzen und vorteilhafterweise die Köpfe der Kontalctstii te 158 säuberhalten. Obwohl das 01 nichtleitend ist, verhindert es eine Korrosion der elektrischen Kontakte und hat keinen zerstörerischen Einfluß auf die Membran

Vorstehend wurde gewisse charakterische Aueführungen und Einzelheiten beschrieben, um die Erfindung zu erläutern. Bei der Realisierung des erfindungsgemässen Prinzips sind jedoch auch P die untefschiedlichsteii Abwandlungen möglich, ohne den Bereich der Erfindung zu verlassen.

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Claims (13)

1.!Einrichtung zur Überwachung des Drucks in Fahrzeugreifen, gekennzeichnet durch zwei magnetisch gekoppelte und an einem am Fahrzeug feststehenden Teil angeordnete Spulen (42, 44), eine von der magnetischen Kopplung dieser beiden festen Spulen beeinflußbare Generatorschaltung (45) zur Erzeugung eines Hochfrequenzsignals, eine an einem Rad (15) des Fahrzeugs angeordnete Einrichtung (20, 22), die bei einem vorgegebenen Luftdruck im Reifen (16) eine das Hochfrequenzsignal beeinflussende Umkehrung der magnetischen Kopplung der beiden Spulen hervorruft, und eine mit der Generatorschaltung verbundene signalverarbeitende Schaltung (54 - 6β), die Kontrollsignale für die Anzeige des Zustandes des Hochfrequenzsignals liefert.

2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung zur Umkehrung der magnetischen Kopplung einen mit dem Fahrzeugrad (15) umlaufenden und ai-.f den Luftdruck im Reifen ansprechenden Druckschalter (20) und ein mit diesem verbundenes Spulenpaar (34, 55) enthält, welches mit dem Fahrzeugrad umläuft und dabei eine sich den beiden festen Spulen (42,44) nähernde Bahn beschreibt, in der es die magnetische Kopplung dieser Spulen in periodischen Abständen umkehrt.

3. Einrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Spulenpaar aus einem zu einer Achterschleife (51) gewundenen Leiter besteht, mit der ein von ihr erfaßtes Hagnetfeld umgekehrt wird, und daß der in der Schleife liegende Druckschalter (52) bei dem vorgegebenen Luftdruck im Reifen (16) geschlossen ist.

4. Einrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Spulenpaar aus zwei mehrfach gewundenen Wicklungen (34,35) besteht, die auf der Radfelge mit zueinander parallelen Achsen und parallel.zur Radachse (10) nebeneinander angeordnet sind, und daß der Druckschalter (20) in Reihe zu den beiden Wicklungen geschaltet ist.

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So

5. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dai3 die Einrichtung (20,22), zur Umkehrung der magnetischen Kopplung die Kopplung der beiden festen Spulen (42,44) periodisch mit der Raduindrehung bei fahrendem Fahrzeug beeinflußt, und daß die signalverarbeitende Schaltung einen Impulsgeber (54-64) enthält, der jedesmal bei Beeinflußung des Hochfrequenzsignals einen Impuls ah einen Impulsakkumulator (65) liefert, und daß eine vom Impulsakkumulator beaufschlagbare Anzeigeschaltung (41) vorgesehen ist, die die Anwesenheit oder die Abwesenheit akkumulierter Impulse sichtbar anzeigt.

6. Einrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Impulsakkumulator aus einem Ladestromkreis besieht, dessen Zeitkonstante ausreichend groß ist, um aus den mit der Raddrehung periodisch erseheinendenlmpulsen ein Gleichspannungssignal zu erzeugen, und daß die Anzeigeschaltung (41) einen mit einer Signallampe (71) verbundenen Verstärker (74) enthält, der auf das ihm angelegte Gleichspannungssignal hin die Signallampe zum Leuchten anregt.

7. Einrichtung nach Anspruch 5, gekennzeichnet durch einen Impulsgeber, bestehend aus einer Detektorschaltung (54, 56), die auf das Hochfrequenzsignal hin ein Signal abgibt, einer Bezugsspannungsquelle (60) sowie einer mit der Detektorschaltung und der Bezugsspannungsquelle verbundenen Vergleichseinrichtung (61, 58, 62), die bei Umkehrung der magnetischen Kopplung einen Ausgangsimpuls

erzeugt.

8. Einrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Bezugsspannungsquelle aus einem derart mit der Detektorschaltung (54,56) verbundenen Ladestromkreis (60) besteht, daß in ihm eine von der Detektorschaltung erzeugte Bezugsspannung auftritt.

9. Einrichtung nach Anspruch ö, gekennzeichnet durch eine Speiseschaltung (91-100) für Anzeigelampen (85, 86, 8d) und eine Kombi-

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riatorschaltung (108,110), welche die Kontrollsignale aus den verschiedenen Rädern zugeordneten signalverarbeitenden Schaltungen (54-6S) empfängt und der Speiseschaltung bei normalen Druckbedingungen an allen Rädern und bei niedrigem Reifendruck eines einzelnen Rades verschiedene Signale zuführt.

10. Einrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Kombinatorschaltung eine die Kontrollsignale von mehreren Rädern des Fahrzeugs empfangende logische Diodenschaltung(llO,lll) und einen Wählschalter (108) enthält, an dessen Kontakte die Kontrollsignale und das Ausgangssignal der logischen Schaltung gelegt sind, sodaß der Speiseschaltung die Kontrollsignale einzeln oderals kombiniertes Kontrollsignal zuführbar sind.

11. Einrichtung nach Anspruch 2, gekennzeichnet durch einen Druckschalter, bestehend aus einem Paar elektrischer Kontakte (158), einer im Abstand von den Kontakten befindlichen und sich in Abhängigkeit des Luftdrucks im Reifen bewegenden biegsamen Membran (149), einer sich mit der Membran bewegenden Kontaktplatte (150) zur Herstellung einer elektrischen Verbindung zwischen den Kontakten, einer die Kontaktplatte in Richtung von den Kontakten fort spannende Einrichtung (165), sowie ein zwischen Kontaktplatte und Membran befindliches Gleitmittel (147), wel-· ches die Kontaktplatte auf der Membran ungehindert gleiten läßt.

12. Einrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß das Gleitmittel (147) eine elektrisch nicht leitfähige und die Membran (149) nicht angreifende ölige Substanz ist.

13. Einrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß das Gleitmittel (147) Siliconöl ist.

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