DE2314613A1

DE2314613A1 - Vorrichtung zum automatischen anzeigen abnormer konditionen bei fahrzeugreifen

Info

Publication number: DE2314613A1
Application number: DE19732314613
Authority: DE
Inventors: Akio Hosaka; Kiyoshi Wazawa
Original assignee: Nissan Motor Co Ltd
Current assignee: Nissan Motor Co Ltd
Priority date: 1972-03-27
Filing date: 1973-03-23
Publication date: 1973-10-11
Also published as: JPS48111181U; FR2177947B1; GB1391164A; AU447293B2; US3881170A; FR2177947A1; AU5299673A; CA1030242A

Description

München, den 23. März 1973

Nissan Motor Company, Limited Yokohama City / Japan

Vorrichtung zum automatischen Anzeigen abnormer Konditionen

bei Fahrzeugreifen

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung, die automatisch gewisse unerwünschte und abnorme Konditionen in einem Fahrzeugreifen anzeigt, z.B. unter der Norm liegenden Luftdruck oder übermäßige Reifentemperatur, um den Fahrer zu warnen.

t die Fahrzeugreifen ihre wesentlichen Funktionen ausüben, ist es wichtig, daß der richtige Druck in den Reifen beibehalten wird. Nieuriger Druck erschwert nicht nur das Lenken, sondern führt auch zu ungleichmäßiger Rei-

309841/0423

ORIGINAL INSPECTED

fenprofilabnutzung, was eine kürzere- Lebensdauer mit sich bringt. Ein Reifen mit unzureichendem Druck, wird bei hoher Fahrgeschwindigkeit dazu tendieren, "stehende Wellen" zu induzieren, woraus- sidh ergibt, daß .der Reifen polygonal verf ornit wird. Unzureichender Luftdruck, wird bei .Fahrten in regnerischem Wetter auch eine als "Hydroplaning" bekannte Gleiterscheinung verursachen. Diese, beiden ungewöhnlichen Konditionen sind oft Anlaß zu schweren Unfällen. Ferner erwärmt sich ein Reifen mit unrichtigem Druck übermäßig aufgrund der inneren Reibung der Karkasse -, es besteht dann in großem Maße die Gefahr, daß er platzen könnte.

Verschiedene Verfahren zum Anzeigen, derartiger abnormer Konditionen in Fahrzeugreifen .sind schon vorgeschlagen und demonstriert worden. Bin typisches Anzeigeverfahren besteht darin, eine auf eiern Reifen angebrachte Sensoreinheit zu verwenden, die mit einer Detektoreinheit auf dem Fahrzeugrahmen oder der Karosserie durch ringförmige primäre und sekundäre Spulen, die auf der Achsanordnung des Fahrzeugs angebracht sind, gekuppelt ist. Die Detektoreinheit ist dergestalt, daß sie imstande ist, eine Veränderung in der Induktivität der sekundären Spule, welche sich aus den abnormen Konditionen im Reifen ergibt, anzuzeigen. Es ergeben sich jedoch Schwierigkeiten bei Vorrichtungen dieser Art bei der Suche nach geeigneten Stellen zur Anbringung der

309 841/0423

primären und sekundären Spulen auf der Achsanordnung, da der Raum, der zur Anbringung der Windungen zur Verfügung steht, beschränkt ist. Ferner können diese Vorrichtungen nicht ohne weiteres auf der Radanordnung der bekannten Art installiert werden, ohne daß dafür zahlreiche Montageteiler erforderlich wären.

Erfindungsgemäß ist eine Vorrichtung zum automatischen Anzeigen abnormer Konditionen in den Reifen eines mit Rädern versehenen Fahrzeugs vorgesehen, v/ie bei zu niedrigem Luftdruck und bei übermäßiger Reifentemperatur, um den Fahrer zu warnen; die Vorrichtung enthält Sensoreinrichtungen, die auf den Radfelgen der Reifen angebracht sind, um zu niedrigen Luftdruck und übermäßige Temperatur darin anzuzeigen, ferner Verbindungseinrichtungen, wovon jede eine primäre und eine sekundäre Spule umfaßt und wobei jede primäre Spule auf dem inneren Umfang der Radfelge sich befestigt ist und elektrisch mit der entsprechenden Sensoreinrichtung verbunden ist, während jede sekundäre Spule starr mit Bezug auf die Achse des Fahrzeugs und konzentrisch zur entsprechenden primären Spule sicher befestigt ist, so daß die sekundäre Spule eine deutliche Induktivitätsveränderung bei abnormen Konditionen zeigt, die durch die Sensoreinrichtung angegeben werden, weiterhin Detektoreinrichtungen, die mit den sekundären Spulen verbunden sind, um die angegebene Induktivitätsverände-

309841/0423

rung anzuzeigen, die für das Vorhandensein der abnormen Konditionen Indikativ ist, und außerdem Warneinrichtungen, die mit den Detektoreinrichtungen verbunden sind, zur Warnung des Fahrers vor den abnormen Konditionen in Reaktion auf die festgestellte und angegebene Induktivitätsveränderung.

In den Zeichnungen bedeuten:

Fig. 1 einen Teillängsschnitt einer Reifen- und Radanordnung, die mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung versehen ist;

~ Fig. 2 einen Längsschnitt einer typischen, in

Fig. V gezeigten Sensoreinheit in vergrößertem Maßstab.

. I-

Wie aus Fig. 1 ersichtlich, ist dort schematisch im Schnitt ein Teil der Reifen- und Radanordnung gezeigt, auf der die erfindungsgemäße Vorrichtung angebracht ist. Mit 1o ist ein Achsstummel bezeichnet, von dem zur Vereinfachung der Darstellung nur die obere Hälfte gezeigt ist. Der Achsstummel 1o ist von üblicher Art mit einer Achse 1oa, um die die Reifen- und Radanordnung rotiert. Ein Achsgehäuse 11 ist vorgesehen und drehbar durch den Achsstummel 1o mittels eines Lagers 12 gestützt, das da-

3 0 9841/04 23

zwischen angeordnet ist. Das Lager 12 wird durch einen Lagerkäfig oder eine Lagerbuchse 13 in seiner Lage gehalten, die am Achsgehäuse 11 mittels Bolzen-Mutter-Verbindungen sicher befestigt ist. Der Achssturamel 1o weist einen sich radial erstreckenden Abschnitt 1ob auf, in dem eine Vielzahl von Öffnungen 15 ausgebildet sind (eine davon ist in Fig. 1 gezeigt), nämlich zur Anbringung der Reifen- und Radanordnung auf der Achse To.

Die Reifen- und Radanordnung enthält auch ein Kraftfahrzeugrad 16 von besonderer Schnittkonstruktion mit einem sich generell radial erstreckenden Abschnitt 16a und einem sich generell axial erstreckenden Abschnitt oder entsprechender Felge 16b. Das innerste Ende des Kraftfahrzeugrads 1G ist mit einer Vielzahl von öffnungen versehen, wovon jede einer der Öffnungen 15 entspricht, die im sich radial erstreckenden Abschnitt 1ob des Achsstummels 1o ausgebildet sind. Das Kraftfahrzeugrad 16 zusammen mit einer Bremstrommel 19 ist am Achssturamelabschnitt 1ob mittels einer Vielzahl von Bolzen-Mutter -Verbindungen 21 gesichert. Die Bremstrommel 19 ist, wie ersichtlich, von üblicher Art und weist einen sich radial erstreckenden Abschnitt 19a und einen sich axial erstreckenden Abschnitt 19b auf, wobei der sich axial erstrekkende Abschnitt 19b an seinem äußersten Ende, wenn er im Querschnitt gezeigt ist, gegabelt ist. Eine Reifenschulter 25 ist auf dem Felgenabschnitt 16b des Kraftfahrzeugrads 16 in be-

309841/0423

kannter Weise angebracht. Wie ersichtlich, ist die Erfindung in ihrer Anwendung an einem schlauchlosen Reifen beschrieben, der so auf der Felge hefestigt ist, daß die Luft zwischen der Felge und der Reifenschulter zurückgehalten wird.

Eine Sensoreinheit 27 ist auf der oberea Fläche des Felgenabschnitts 16b des Kraftfahrzeugrads 16 angebracht, um so den Luftdruck im Reifen sowie die Reifentemperatur anzugeben. Obwohl der Sensor auf der Felge statt auf dem Reifen selbst angebracht ist, ist ersichtlich, daß die festgestellte Temperatur im wesentlichen die gleiche ist wie diejenige des Reifens. Das Anbringen der Sensoreinheit 27 v/ird dadurch erreicht, daß ein Dichtungsteil 3o aus Gummi oder anderem geeigneten Material verwendet wird, welches in einer öffnung angebracht wird, die im Felgenabschnitt 16b ausgebildet ist, um dichtend die Sensoreinheit 27 auf dem Felgenabschnitt 16b zu sichern. Die Sensoreinheit 27 hat zwei Kontakte, wovon einer zur Masse mit dem Fahrzeugrad 16 verbunden ist und der andere mit einer primären Spule 32 durch einen Draht 34 verbunden ist, der sich durch das Dichtungsteil 3o erstreckt.

Gemäß einer besonderen Ausführungsforni der Erfindung ist die primäre Spule 32 so gelegen, daß sie sich entlang deia inneren Umfang der Felge 16b des Kraftfahrzeugrads 16. erstreckt, nämlich im Unterschied zu bekannten Anordnungen, bei denen die primäre Spule angrenzend an den Achsstummel

30984 1/04 2 3

angebracht ist. Die zahlreichen Vorteile, die aus einer solchen Anbringung resultieren, werden im folgenden näher beschrieben. Die primäre Spule 32 wird/ bevor sie auf der Felge 16b angebracht wird, einer Harzbehandlung unterworfen, so daß die Spule 32 mit einem geeigne€en Harz überzogen ist. Nach der Behandlung wird die primäre Spule auf die Felge 16b durch eine darauf wirkende Kraft aufgebracht und durch Reibung oder mittels eines geeigneten Klebematerials in ihrer Lage gehalten.

In konzentrischer Relation zur primären Spule ist eine sekundäre Spule 38 gelegen, die von etwas kleinerem Durchmesser als die primäre Spule 32 ist. Die sekundäre Spule 38 wird auch mit Harz behandelt und liegt auf einem sich axial erstreckenden Abschnitt 4oa eines ringförmigen Stützteils 4o auf. Das ringförmige Stützteil 4o weist auch einen sich radial erstreckenden Abschnitt 4ob auf, dessen innerstes Ende an einer Rückplatte 45 durch Schweißen oder durch ein anderes geeignetes Verfahren sicher befestigt ist. Die Rückplatte 45 ist an ihrem inneren Ende mit einer Vielzahl von öffnungen 47 versehen, durch welche die Rückplatte 45-am Achsgehäuse 11 mittels Bolzen-Mutter-Verbindungen 14 sicher befestigt ist. Die sekundäre Spule 38 hat zwei Kontakte, wovon einer mit dem ringförmigen Stützteil 4o zur Masse und der andere mit einer Detektoreinheit 5o durch einen Draht 51 verbunden

309841/04 2 3

23U613

ist. Die Detektoreinheit 5o ist von bekannter Art, die es ermöglicht, eine Veränderung in der Induktivität der sekundären Spule 38 festzustellen, welche aus den abnormen Konditionen im Reifen resultiert. Auf die Feststellung der
Veränderung hin betätigt die Detektoreinheit 5o eine Warn- oder Alarmeinheit 55, ura so den Fahrer zu warnen.

Obwohl in der dargestellten Ausführungsform das
ringförmige Stützteil 4o an der Rückplatte 45 sicher befestigt ist, um darauf die sekundäre Spule 38 in konzentrischer Relation zur primären Spule 32 starr zu stützen, ist zu beachten, daß das Stützteil 4o mit der Rückplatte 45
ein einheitliches Ganzes bilden kann. Ferner ist zu beachten, daß die Erfindung ebenso bei einer Reifen- und Radanordnung anwendbar ist, die eine andere Bremse als die veranschaulichte Trommelbremse, z.B. eine Scheibenbremse, aufweist.

Wie aus Fig. 2 ersichtlich, ist dort ein typisches Beispiel der Sensoreinheit 27, wie sie in der vorliegenden Vorrichtung verwendet wird, gezeigt. Die Sensoreinheit 27 besteht aus einem im wesentlichen zylindrischen Gehäuse 6o, das auf dem Felgenabschnitt 16b durch das Dichtungsteil 3o mittels einer Mutter 61, die an einem Ende des.Gehäuses 6o aufgeschraubt ist, angebracht ist.

309841/0423

Das Gehäuse 60 hat eine Kammer 63, worin sich ein druckempfindlicher Kolben 65 für achsparallel gleitende Bewegung befindet. Die Kammer 63 öffnet sich ins Innere der Reifenschulter (nicht gezeigt in Fig. 2) durch eine öffnung 67 im Gehäuse 60.

Eine Kolbenstange 69 ist am Kolben 65 befestigt oder einstückig damit ausgebildet und erstreckt sich achsparallel und zentral durch das Gehäuse 60. Wie ersichtlich, erstreckt sich die Kammer 69 auch achsparallel, so daß eine Kammer 71 zur Unterbringung einer Feder 73 gebildet wird. Die Feder 73 dient dazu, den Kolben 65 in linke Richtung zu drücken, wie aus Fig. 2 ersichtlich. Um das Entweichen von Luft in die Kammer 71 zu verhindern, sind zwei ringförmige Dichtungen 75 innerhalb der Kammer 6 9 in üblicher Weise angebracht .

Das Gehäuse 60 hat auch eine Bohrung 77, die darin gebildet wird, um eine Kontaktanordnung und einen PTC-Cpositiver Temperaturkoeffizient)-Thermistor 79 der Sensoreinheit 27 unterzubringen. Die Kontaktanordnung umfaßt einen festen Kontakt 81 und einen bewegbaren Kontakt 83, die beide an ihren Enden auf einem isolierenden Teil 85 befestigt sind, das in die Bohrung 77 eingepaßt ist, d.h. mittels Bolzen-Mutteranordnungen 87. Die Spitze 89 der Kolbenstange 69 er-

309841/0423

- 1ο -

streckt sich in die Bohrung 77; die Spitze 39 ist so ausgebildet, daß sie den bewegbaren Kontakt 83 in die rechte Richtung drückt, d.h. auf den festen Kontakt 31 zu, wenn der Luftdruck im Reifen ansteigt und die Kolbenstange 69 nach rechts gegen die Wirkung der Feder 73 bewegt. Die Kraft der Feder 73 ist so gewählt, daß dann, wenn der Luftdruck einen vorher festgesetzten Wert übersteigt, der bewegbare Kontakt 83 durch die Kolbenstange 69 in Berührung mit dem festen Kontakt 81 gebracht wird. So ist ersichtlich, daß die festen und bewegbaren Kontakte 81 und 83 geschlossen werden, wenn der Luftdruck unter, dem vorher festgesetzten Wert liegt, d.h. während der abnormen Konditionen.

Der PTC-Thermistor 79 ist so ausgebildet, daß bei kritischer Temperatur eine Veränderung des Widerstands in der Größe von 1 ο mit einer Temperaturveränderung von etwa Io C angezeigt wird. Mit der Anwendung eines solchen Thermistors ist es möglich nachzuweisen, daß eine Reifentemperatur eine vorher festgesetzte Größe erreicht hat, oberhalb der das Vorhandensein einer abnormen Kondition im Reifen angenommen wird.

Der Thermistor 79 ist innerhalb der Bohrung 77 fest angebracht und hat eine Leitung, die mit demselben Bolzen verbunden ist, der den festen Kontakt 81 festlegt. Die an-

309841/0423

dere Leitung des Thermistors 79 ist mit dem Gehäuse 6o und so mit der Fahrzeugkarosserie leitend verbunden. Der Thermistor 79 und der Druckschalter mit den festen und dein bewegbaren Kontakt 81 und 83 sind in Serie zwischen dem Draht 51 und der Hasse geschaltet. Zu beachten ist, daß anstelle aes Thermistors 79 ein Bimetall verwendet v/erden kann.

Obwohl vorstehend eine bevorzugte Ausführungsforni der Sensoreinheit 27 beschrieben wurde, ist ersichtlich, daß andere Arten von Sensoreinheiten ebenso verwendet v/erden können. Ferner ist ersichtlich, daß die Detektoreinheit 5o und die Warneinheit 55 technisch bekannt sind, so daß deren Beschreibung bezüglich Aufbau und Wirkungsweise entfallen kann.

Wie vorstehend beschrieben, bietet die Erfindung eine verbesserte Vorrichtung zum Feststellen abnormer Konditionen in Fahrzeugreifen, wobei sich viele Vorteile gegenüber ähnlichen Vorrichtungen bekannter Ausführungsformen ergeben. Ein Vorteil liegt darin, daß relativ viel Kaum zur Verfügung steht, um die erfindungsgemäße Vorrichtung auf der Rollenanordnung anzubringen. Weiterhin ist es nicht nötiy, ein /insclilußteil zum Verbinden der Sensoreinheit mit der primären Spule zu verwenden, da die priiaäre Spule ebenfalls auf der Felge angebracht ist; daher ist nicht erforderlich, sie während des Radwechsels

309841/0423

von der Sensoreinheit zu trennen. Ferner können die Sensoreinheit und die primäre und sekundäre Spule leicht auf der
Reifen- und Radanordnung angebracht werden, indem man lediglich den Reifen von der Radfelge abnimmt. Da die Spulen außerhalb der Bremstrommel angebracht sind, ist es ziemlich unwahrscheinlich, daß Teile der Spulen die Bremsvorrichtung beschädigen/ wenn die Spulen gebrochen sind.

309841/0423

Claims

Patentansprüche

)
1./Vorrichtung zum automatischen Anzeigen abnormer

Konditionen in den Reifen eines mit Rädern versehenen Fahrzeugs, wie bei zu niedrigem Luftdruck und bei übermäßiger Reifentemperatur, uia den Fahrer zu warnen, gekennzeichnet durch auf den Radfelgen der Reifen angebrachte Sensoreinrichtunyen zum Feststellen zu niedrigen Luftdrucks und übermäßiger Reifenteiaperatur, ferner Verbindungseinrichtungen, wovon jede eine primäre und eine sekundäre Spule aufv/eist und wobei jede primäre Spule auf den inneren Umfang der Radfelge befestigt ist und mit der entsprechenden Sensoreinrichtung elektrisch verbunden ist und wobei ferner jede sekundäre Spule starr mit Bezug auf die Achse des Fahrzeugs und konzentrisch zur entsprechenden primären Spule angeordnet ist, so daß die sekundäre Spule eine festgestellte Induktivitätsveränderung bei abnormen Konditionen, die von der Sensoreinrichtung festgestellt werden, anzeigt, weiterhin durch Detektoreinrichtungen, die mit den sekundären Spulen verbunden sind, um die festgestellte Induktivitätsveränderung, die das Vorhandensein der abnormen Konditionen zeigt, anzugeben, und durch mit den Detektoreinrichtungen verbundene Warneinrichtungen zur Warnung des Fahrers hinsichtlich abnormer Konditionen in Reaktion auf die festgestellte und angegebene Induktivitätsveränderung.

309841/0423
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jede der sekundären Spulen auf einem sich axial erstreckenden Abschnitt eines ringförmigen Stützteils befestigt ist.
3. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das ringförmige Stützteil einen sich radial erstreckenden Abschnitt auf v/eist, der an einer Rückplatte befestigt ist.
4. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Rückplatte auf der Radauflageanordnung des Fahrzeugs befestigt ist.
5. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das ringförmige Stützteil einstückig mit der Rückplatte ausgebildet ist.

309841/0423