DE2556047A1 - Warnsystem fuer niedrigen reifendruck - Google Patents

Description

MANITZ, FINSTERWALD & GRÄMKOW

München, den t2. d& 1975

P/Sv - G 3132

GENERAL MOTORS CORPORATION Detroit, Michigan, USA

Warnsystem für niedrigen Reifendruck

Die Erfindung betrifft ein Warnsystem für niedrigen Reifendruck bei einem Kraftfahrzeug, so daß die Bedienungsperson des Kraftfahrzeugs eine Anzeige erhält, wenn der Druck in einem der Kraftfahrzeugreifen unter einen Bezugsdruck gesunken ist.

In der US-PS 3 715 719 wird ein Warnsystem für niedrigen Reifendruck für ein Kraftfahrzeug beschrieben, bei dem auf ein Rad ein Luftreifen montiert ist, der normalerweise auf einen» bestimmten, festgelegten Druck aufgepumpt ist; dabei wird außerhalb des Reifens an dem Rad ein Betätigungsglied getragen, das einen Magneten mit ersten und zweiten magnetischen Polflächen enthält, der zwischen einer normalen Lage und einer ausgefahrenen bzw· Strecklage bewegbar ist.

Bei dem Warnsystem für niedrigen Reifendruck gemäß der vorliegenden Erfindung nimmt ein hohles Basisteil aus magneti- ■

DR. O. MANITZ · DIPU-INO. M. HNSTERWALD DIP L.-ING. W. ORAMKOW ZENTRALKASSE BAYER. VOLKSBANKEN

β MÖNCHEN 23. ROBERT-KOCH-STRASSE I 7 STUTTGART SO (BAD CANNSTATT» MÖNCHEN, KONTO-NUMMER 7270

TEL. (089) 33 43 11. TELEX 0-29672PATMF SEELBERCSTR.23/25. TEL.(O71D56 7261 POSTSCHECK: MÖNCHEN 77O62-8OS

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schein Material die Magnetanordnung auf, um einen geschlossenen Magnetflußweg zwischen der ersten und zweiten Polfläche zu bilden, wenn sich die Magnetanordnung in ihrer normalen Lage befindet; eine der Polflächen liegt in der Nähe des Basisteils, um eine magnetische Verriegelungskraft zwischen diesen Teilen zu erzeugen, wenn sich die Magnetanordnung in ihrer normalen Lage befindet; ein Druck empfindliches Teil enthält eine Kammer und ein bewegliches Glied, von dem eine Seite dem Druck in der Kammer ausgesetzt ist; das bewegliche Glied ist mit dem Magneten gekoppelt; ein von dem Rad getragener Niederdruck-Luftschalter spricht auf den Innendruck des Luftreifens an; ein Luftschlauch verbindet den Luftschalter mit der Kammer, wobei der Luftschalter die Reifenluft mit der Kammer koppelt, wenn der Luftdruck im Reifen auf einen bestimmten Druck absinkt, der kleiner als der vorher bestimmte Druck ist; dadurch wird das bewegliche Glied von dem zugeführten Luftdruck des Reifens gegen die magnetische Verriegelungskraft zwischen dem Magneten und dem Basisteil bewegt, um den Magneten aus seiner normalen Lage in seine ausgefahrene Lage zu verschieben, so daß ein äußeres Magnetfeld erzeugt wird; eine an dem Kraftfahrzeug getragene und relativ zu ihm stationäre Anordnung fühlt das äußere Magnetfeld ab und erzeugt ein Signal, das den abgesunkenen Reifendruck darstellt.

Das System nach der vorliegenden Erfindung schafft eine vereinfachte Verriegelungsanordnung, um den Magneten in seiner normalen Lage zu halten; außerdem weist das System einen Niederdruck-Luftschalter auf, der einen den Bezugsdruck liefernden belasteten Balgen bzw. Faltenbalg enthält; der Luftschalter ist temperaturkompensiert.

Eine Ausführungsform eines Systems nach der vorliegenden Erfindung wird im folgenden unter Bezugnahme auf die beiliegenden, schematischen Zeichnungen näher erläutert.

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Es zeigen:

Fig· 1 eine perspektivische Ansicht einer Anordnung mit zwei Rädern und Reifen zur Erläuterung des Warnsystems für niedrigen Reifendruck gemäß der Erfindung;

Fig. 2 einen longitudinalen Schnitt durch einen der Niederdruck-Luft schalter nach Figur 1;

Fig· 3 eine Endansicht des Betätigungsgliedes nach Fig.l;

Fig. 4 eine Ansicht des Betätigungsgliedes längs Linie 4-4 von Fig· 3;

Fig. 5 eine Ansicht des Betätigungsgliedes längs Linie 5-5 von Fig. 3

Fig· 6 einen Schnitt durch den Fühler nach Fig. 1; und

Fig. 7 ein Schaltdiagramm einer Schaltung, die einem der Reifen eines Fahrzeugs zugeordnet ist, um eine Anzeige für einen niedrigen Reifendruck zu liefern·

In Fig. 1 ist eine Anordnung von zwei Rädern mit herkömmlichem Aufbau dargestellt, die beispielsweise bei einem Lastkraftwagen oder einem Bus eingesetzt werden kann. Die Erfindung wird nur zu Erläuterungszwecken in Bezug auf ein solches System mit zwei Rädern beschrieben; selbstverständlich kann das Reifendruck-Warnsystem nach der Erfindung auch leicht so angepaßt werden, daß es bei Rädern mit einem oder mehreren Reifen eingesetzt werden kann.

Ein Achsgehäuse 10 ist mit dem Chassis des Kraftfahrzeugs verbunden, um die Anordnung der Fahrzeugräder zu haltern. Eine drehbare Nabe 12 ist mittels geeigneter Lager an dem

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•«f.

Achsgehäuse 10 angebracht und wird durch eine drehbare Achse (nicht dargestellt) angetrieben, die sich durch das Achsgehäuse 10 erstreckt· Ein Rad 14 ist mit der Nabe 12 durch Schraubensätze 16 verbunden, die auch eine Bremstrommel 18 an der Nabe 12 befestigen. Ein plattenförmiges Teil 20 ist an dem Achsgehäuse 10 innerhalb des Randes bzw· Umfangs der Bremstrommel 18 angebracht und kann die Bremsbacken haltern, die auf übliche Weise mit der Bremstrommel 18 zusammenwirken. Eine Felge 22 und eine Felge 24 sind jeweils an dem Rad 14 angebracht, wobei auf den Felgen 22 bzw. 24 aufblasbare Luftreifen 26 bzw. 28 montiert sind. Die Reifen 26 und 28 werden in üblicher Weise durch einen Ventilschaft (nicht dargestellt) auf den gewünschten Druck aufgepumpt.

Eine Niederdruck-Luftschalteranordnung 30 ist an der Felge befestigt und erstreckt sich in den Reifen 26, um den Luftdruck in diesem Reifen zu überwachen. Eine Niederdruck-Luftschalteranordnung 32 ist an der Felge 24 angebracht und erstreckt sich in den Reifen 28, um den Reifendruck in diesem Reifen zu überwachen· Schutzschirme 34 und 36 sind vorgesehen, um die Luftschalteranordnungen 30 bzw. 32 während der Montage der Reifen 26 und 28 auf den Felgen 22 und 24 zu schützen.

Ein Luftschlauch 38 verbindet den Ausgang der Niederdruck-Luftschalteranordnung SO mit einem Lufteinlaß eines Betätigungsgliedes 40, während ein Luftschlauch 42 den Ausgang der Niederdruck-Luftschalteranordnung 32 mit einem zweiten Lufteinlaß des Betätigungsgliedes 40 verbindet. Das Betätigungsglied 40 ist auf der Fläche der Bremstrommel 18 so angebracht, daß es sich seitlich durch sie erstreckt.

Ein Fühler 44 ist an dem plattenförmigen Teil 20 mittels einer Trägeranordnung 46 so befestigt, daß sich der Fühler 44 nahe bei einer Bahn befindet, die durch das Ende des Betätigungsgliedes 40 beschrieben wird. Ein Stromkabel 48 verbindet

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den Fühler 44 mit einer Signalverarbeitungseinrichtung 50, deren Ausgang über ein Kabel 52 mit einer Anzeigeeinrichtung 54 am Armaturenbrett verbunden ist.

Jeder der Niederdruck-Luftschalter 30 und 32 spricht auf die Luftdrücke in den jeweiligen Reifen 26 und 28 an und dient dazu, die Lufi/in diesen Reifen über die jeweiligen Luftschläuche 38 und 42 mit dem Betätigungsglied 40 zu koppeln , wenn der dadurch abgefühlte Druck auf einen bestimmten, unter einen Bezugsdruck liegenden Wert absinkt. Die unter Druck stehende Luft von den jeweiligen Reifen 26 oder 28 löst das Betätigungsglied 40 aus, das ein äußeres Magnetfeld erzeugt. Der Fühler 44 spricht auf das von dem Betätigungsglied 40 erzeugte Magnetfeld an, um ein elektrisches Signal zu bilden, das durch das Kabel 48 mit der Signalverarbeitungseinrichtung 50 gekoppelt wird. Die Signalverarbeitungseinrichtung liefert über das Kabel 52 ein Signal, um eine entsprechende Anzeige in der Anzeigeeinrichtung am Armaturenbrett zu erregen; dadurch wird also der gesunkene Reifendruck angezeigt.

In Fig. 2 ist ein Niederdruck-Luftschalter gezeigt, der jeden der Luftschalter 30 und 32 darstellen soll, da die beiden Schalter 30 und 32 selbstverständlich identisch sind.

Der in Fig. 2 gezeigte Niederdruck-Luftschalter enthält ein Gehäuse 56, das zwei einander gegenüberliegende Hohlräume 58 und 60 mit einer gemeinsamen, zwischen ihnen befindlichen Wand 62 bildet. Eine Bohrung 64 erstreckt sich von dem Hohlraum 58 in die Wand 62. Eine Bohrung 66 erstreckt sich von der äußeren Oberfläche des Gehäuses 56 in die Wand 62 und schneidet die Bohrung 64. Ein Kopf- bzw. Halssenker bzw. ein Zapfensenker oder eine Gegenbohrung 68 ist vorgesehen, in die ein Ende eines Rohrs 70 eingeführt wird. Das andere Ende des Rohrs 70 endet in einem Anschlußstück 72 an der Einlaßseite eines Einweg-Luftventils 74, das in dem Anschlußstück 72 getragen wird. Das Einweg-Luftventil 74 ist als

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herkömmliches Drosselventil (duck bill valve) dargestellt, bei dem die Luft in einer Richtung frei von seinem Einlaß zu seinem Auslaß strömen kann, jedoch nicht in einer Richtung von seinem Auslaß zu seinem Einlaß.

Eine Feder-Halterung bzw. -Sicherung 76 ist in dem Hohlraum 58 angeordnet. Eine Haube bzw. Kappe 78 und eine Filterhalterung 80 sind an dem offenen Ende Hohlraums 58, beispielsweise durch Falten,bzw. Eindrücken oder Umfalzen, angebracht und enthalten ein Luftfilter 82. Die Haube 78 und die FiI-terhalterung 80 weisen durchgehende Löcher auf, so daß ein Luftdurchgang entsteht. Eine Feder 84 wird in der Federhalterung 76 getragen und zwischen seiner Basis und der Anordnung aus der Haube 78 und der Filterhalterung 80 zusammengedrückt. Eine elastische Luftdichtung bzw. ein Luftabschluß 86 mit einem kreisförmigen Abdichtkopf wird durch die Federhalterung 76 in der Weise getragen, daß die zusammengedrückte Feder 84 den Kopf der Luftdichtung 86 rund um die Bohrung 64 vorspannt, um so eine pneumatische Abdichtung bzw. Abdichtung gegen Luftaustritt zwischen der Bohrung 64 und dem Hohlraum 58 herzustellen. Die Luftdichtung 86, die Feder 84 und die Wand 62 wirken zusammen und bilden eine normalerweise geschlossene Ventileinheit.

Eine Balgenanordnung 88 mit einem an einer lang gestreckten Basis 92 angebrachten Balgen 90 ist so angeordnet, daß der Balgen 90 sich in den Hohlraum 60 erstreckt. Das Gehäuse ist in eine Nut 94 an der langgestreckten Basis 92 umgefaltet bzw. gefalzt, um die Balgenanordnung 88 an dem Gehäuse 56 zu befestigen.

Eine Bohrung 96 erstreckt sich zu dem Inneren des Balgens 90, und eine mit einem Gewinde versehene Gegenbohrung 98 weist einen Ventilsitz 100 rund um die Bohrung 96 auf. Weiterhin ist eine Bohrung 102 vorgesehen, welche die Gegenbohrung schneidet und durch eine Öffnung Io4 eine Luftverbindung zwi-

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sehen der Bohrung 98 und dem Außenraum des Gehäuses 56 herstellt. Ein Ausgleichventil Io6 ist über ein Gewinde in die Gegenbohrung 98 eingeschraubt. Das Ausgleichventil Io6 weist an einem Ende ein elastisches Dichtungsteil Io8 auf, das gegen den Ventilsitz loo stößt, wenn das Ausgleichventil in die Gegenbohrung 98 eingeschraubt ist, so daß eine luftdichte Verbindung zwischen dem Inneren des Balgens 90 und dem Äußeren des Gehäuses 56 hergestellt wird· Das Ausgleichventil Io6 enthält einen vergrößertes Bereich Ho, der in einer Gegenbohrung 112 angeordnet ist, wenn das Ausgleichventil Io6 in die Gegenbohrung 98 eingeschraubt ist. Der vergrößerte Bereich llo weist eine Nut 114 auf, in die ein O-Ring 116 eingeführt wird, um eine Abdichtung zwischen dem Ausgleichventil Io6 und der langgestreckten Basis 92 herzustellen. Eine Dichtung 118 sitzt gegen einen vergrößerten Bereich der langgestreckten Basis 92. zusätzlich ist eine Dichtung vorgesehen, die gegen einen vergrößerten Bereich des Anschluß— Stücks 72 sitzt.

Die Wand 62 weist mehrere Öffnungen 122 auf, die sich durch die Wand zwischen den Hohlräumen 58 und 60 erstrecken. Eine entsprechende Zahl von Druckstangen bzw. Ventilstößeln ist in den Öffnungen 122 angeordnet und kommt mit der Unterseite der Federhalterung 76 und der beweglichen Fläche des Balgens 90 in Eingriff. Aufgrund seiner Federwirkung ist der Balgen 90 so vorgespannt, daß er sich ausdehnen will; dadurch hält er die Druckstangen 124 in Eingriff mit der Fede'rhalterung 76. Der Durchmesser der Öffnungen 122 ist größer als der Durchmesser .der Druckstangen 124, so daß eine Luftverbindung zwischen den Hohlräumen 58 und 60 hergestellt werden kann.

Die langgestreckte Basis 92 und das Anschlußstück 72 sind mit einem Außengewinde versehen. Diese Gewindebereiche werden durch entsprechende Öffnungen in einer der Felgen 22 oder 24 (siehe Fig. 1) angeordnet und mit Muttern (nicht dargestellt) so daran befestigt, daß die Dichtungen 118 und

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an der Innenseite mit den Felgen in Eingriff kommen und diese abdichten· Nach dem zusammenbau ist das Gehäuse 56 mit dem Balgen 90 der Balgenanordnung 88 in dem jeweiligen Luftreifen 26 oder 28 angeordnet, wenn der Reifen auf der Felge montiert ist.

Ein Niederdruck-Luftschalter, wie er oben unter Bezugnahme auf Fig· 2 beschrieben wurde, wird an jeder der Felgen 22 und 24 (siehe Fig·!) montiert· Nach der Montage werden die Luftschläuche 38 und 42 mit dem Anschlußstück 72 des jeweiligen Luftschalters 30 und 32 an der Luftauslaßseite des Einwegventils 74 gekoppelt· Die übrigen Enden dieser Luft*- schläuche werden mit den jeweiligen Lufteinlaßöffnungen des Luftbetätigungsgliedes 40 gekoppelt·

im folgenden soll die Funktionsweise des Luftdruckschalters 3o nach Fig. 1 beschrieben werdenj selbstverständlich hat der Luftdruckschalter 32 die gleiche Funktionsweise· Der Luftreifen 26 wird auf den gewünschten Betriebsdruck aufgeblasen, beispielsweise aufgepumpt. Nach dem Aufblasen wird das Ausgleichventil Io6 des Schalters 30 von Hand nach außen geschraubt, so daß das elastische Dichtungsteil Io8 nicht mehr auf dem Ventilsita 100 sitzt; dadurch kann eine Luftverbindung zwischen dem Inneren des Balgens 90 und dem Inneren des Luftreifens 26 durch die Bohrung 96, die Gegenbohrung 98, die Bohrung Io2 und die Öffnung Io4 hergestellt werden· Luft aus dem Reifen tritt dann in den Balgen 90 mit einem Druck ein, der gleich dem Aufblasdruck des Luftreifens 26 ist. Das Ausgleichventil Io6 wird dann von Hand nach innen geschraubt, so daß die elastische Dichtung Io8 gegen den Ventilsitz sitzt und das Innere des Balgens 90 abdichtet· Auf diese Weise wird der Luftdruck des aufgeblasenen Reifens 26 in dem Balgen 90 zu einem Bezugsdruck· zu dieser Zeit bleiben unter normalen Betriebsbedingungen der innendruck des Balgens 90 und der Druck der Luft im Innern des Reifens 26 gleich· Außerdem ist auch der Druck in den Hohlräumen 58 und 60 im-

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mer gleich dem Druck in dem Reifen 26, da zwischen diesen eine Luftverbindung besteht. Da der Balgen 90 im Innern des Luftreifens 26 angeordnet ist, hat die Luft darin die gleiche Temperatur wie die Luft in dem Reifen 25* Als Ergebnis hiervon wird der Luftdruck in dem Balgen 90 durch Temperaturschwankungen auf die gleiche Weise beeinflußt wie der Luftdruck in dem Reifen 26· Deshalb wird die von dem Balgen 90 auf die Druckstangen 124 und damit gegen die Federhalterung 76 ausgeübte Kraft durch Temperaturänderungen nicht beeinflußt. Diese Kraft wird nur durch die Federkraft des Balgens 90 bestimmt, wenn der Bezugsdruck in dem Balgen gleich dem Reifendruck ist.

Während der normalen Betriebsbedingungen wird die Luftdichtung 86 gegen die Wand 62 durch die Feder 84 und den Luftdruckunterschied an der Luftdichtung 86 vorgespannt, um zu verhindern» daß Luft aus dem Reifen zu dem Betätigungsglied 40 gelangen kann· Nimmt der Druck in dem Luftreifen 26 ab, so übt die bewegliche Fläche des Balgens 90 eine Kraft auf die Druckstangen 124 und damit auf die Luftdichtung 86 aus, die eine Funktion der Differenz zwischen dem Druck im Innern des Balgens 9O und des Reifendrucks ist· Bei einem Druckunterschied, der durch die Fläche des Dichtungsteils 86, die Koffipressionskraft der Feder 76 und die Federkraft des Balgens 90 bestinmt wird_f wird der Balgen 90 bewegt, um die Federhalterung 76 und die angebrachte Luftdichtung 86 von der fefand 7/6 abzuheben, so daß unter Druck stehende Luft aus dem Reifen von des Hohlraum 58 in das Rohr 70 gelangen .kann. Diese ttnter~.D>ruek stehende Luft wird dem Betätigungsglied 40 durch das Einwegventil 74 und den Luftschlauch zugeführt. Wie oben angedeutet wurde, spricht das Betätigungsglied 40 auf diese unter Druck stehende Luft von dem Reifen 26 an, um ein Magnetfeld zu erzeugen; dieses Magnetfeld wird abgefühlt, so daß eine Anzeige für den abgesunkenen Reifendruck erzeugt w/ird« Das Einwegventil 74 verhindert, daß dem Betätigungs-'glied 40 zugeführte Luft zu dem, Reifen 26 zurückkehren kann, wenn der Reifendruck unter den Wert absinkt, bei dem das

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Dichtungsteil 7 β aus seinem Sitz bewegt wurde.

Wird der Reifen 26 wieder auf seinen Anfangsdruck aufgeblasen, so wird der Niederdruck-Luftschalter 30 zurückgesetzt, indem das Ventil 26 wieder gegen die Wand 62 gedruckt wird, um den Luftdurchgang von dem Hohlraum 58 zu dem Betätigungsglxed 40 abzudichten· Weiterhin kann jeder neue, gewünschte Bezugsdruck eingesetzt werden, indem das Ausgleichventil Io6 nach außen geschraubt wird, um den Druck zwischen dem Innern des Balgens 90 und dem Luftreifen 26, wie oben beschrieben, auszugleichen; anschließend wird das Ausgleichventil Io6 nach innen geschraubt, um das Innere des Balgens 90 wieder abzudichten.

In den Figuren 3,4 und 5 ist das Betätigungsglxed 40 nach Fig. 1 dargestellt. Das Betätigungsglxed 40 enthält ein Kolbengehäuse 126, das aus einer Umhüllung bzw. einem Mantel 128 besteht, in dem eine Buchse bzw. Muffe 130 angeordnet ist. Die Buchse 130 enthält einen umgebogenen Rand bzw. Plansch 132, der wiederum einen ringförmigen Ring 134 aufweist, der in seiner Nähe angeordnet ist. Der Mantel 128 erstreckt sich um den Flansch 132 und den Ring 134 und ist umgebogen bzw. umgefaltet, so daß der Ring 132 zwischen dem umgefaltenen Bereich und dem Flansch 132 eingeklemmt wird. Ein O-Ring 136 ist zwischen dem Flansch 132 und dem Mantel 128 eingeklemmt, so daß eine luftdichte Abdichtung entsteht. Der Mantel 128 enthält, ein Paar Einlaßöffnungen 138 und 140, mit denen die Luftschlauch« 38 bzw. 42 gekuppelt sind. Die Buchse 13O enthält einen Bereich mit verringertem Außendurchmesser, so daß ein Kanal 141 entsteht, der eine Luftverbindung zwischen den Einlaßöffnungen 138 und 14a und dem Inneren der Buchse 13O herstellt. Ein Kolben 144 ist in der Buchse 130 angeordnet und weist eine Nut auf, die einen O-Ring 146 enthält; der 0-Ring 146 ist. zwischen dem Kolben 144 und der Innenwand der Buchse 130 zusammengedrückt, so daß eine luftdichte Abdichtung entsteht. Der Kolben 144, die Buchse 130 und der Mantel 128

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wirken zusammen und bilden eine Kolbenantriebskammer 147· Die Buchse 130 ist über ein Gewinde auf einer Basisschraube 148 mit einer Bohrung 150 angebracht, die sich über ihre Länge' durch sie erstreckt* Die Basisschraube 148 besteht aus magnetischem Material und hat einen Hohlraum 152, der durch eine kreisförmige Wand 153 an dem Ende gebildet i#"l, das dem Kolbengehäuee 126 gegenüber liegt· Bin Staubschirm 155 let rund unt das Ende des Hohlraums 152 vorgesehen.

In einem Magnethalter 156, der aus nicht magnetischem Material besteht» ist ein Magnet 154 vorgesehen. Der Magnet 154 und der Magnethalter 156 sind in dem Hohlraum 152 angeordnet, wobei eine Polfläche des Magneten 154 in der Nähe des Bodens des Hohlraums 152 liegt. Da die Basisschraube 148 aus magnetischem Material' besteht, tritt eine Anziehungskraft zwischen der Basisechraube 148 und dem Magneten 154 auf, so daß der Magnet 154 an der Bodenoberfläche des Hohlraums 152 «arretiert« wird* Die Stärke dieser Verriegelungskraft wird durch die Dicke des nicht magnetischen Magnethalters 156 gesteuert· Wird beispielsweise die Dicke des Magnethalters 156 zwischen dam Magneten 154 und der Basisschraube 148 erhöht, so kann die Verriegelungskraft verringert werden; wird umgekehrt die Picke gesenkt, so kann die magnetische "Verriegelungskraft erhöht werden·

Sine aus magnetischem Material bestehende Flußscheibe 158 ist an der zweiten PoIflache des Magneten 154 angebracht· Ein aus magnetischem Material bestehender Flußring 16o und eineHaube 162 sind an dem offenen Ende des Hohlraums 152, beispielsweise durch Falzen bzw. Umfalten befestigt. Der Flußring 16O umgibt die Flußscheibe 158 und befindet sich in ihrer Nahe, wenn der Magnet 154 in dem Hohlraum 152 angeordnet ist, wie es in Fig. 4 dargestellt ist. Die Flußscheibe 158, der Flußring 160, die wände 153 des Hohlraums 152 und der Baslöschraubenkörper 148 bilden eine geschlossene Strombahn für den Magneten 154, wenn er sich in der in

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Fig. 4 dargestellten Lage befindet· Als Ergebnis hiervon erzeugt der Magnet 154 praktisch kein äußeres Magnetfeld.

Eine Druckstange 166 erstreckt sich durch Bohrung 15o der Basisschraube 148· Ein Ende der Druckstange 166 kommt mit dem Kolben 144 in Eingriff, während das andere Ende mit dem Ende des Magneten 154 in Eingriff kommt, das gegen den Boden des Hohlraums 152 stößt. Die Länge der Druckstange 166 ist so ausgelegt, daß der Kolben 144 im wesentlichen außen angeordnet ist, wie in Fig. 4 dargestellt ist, wenn der Magnet 154 magnetisch mit der Basisschraube 148 verbunden bzw. verriegelt ist. Eine Feder 167 umgibt den Magnethalter 156 und kommt unter Ausübung einer Druckkraft mit dem Flußring 16o und einem ausgeweiteten Bereich des Magnethalters 156 in Eingriff, um den Magneten 154, die Druckstange 166 und den Kolben 144 zu der in Fig. 4 gezeigten Lage vorzuspannen.

Wie sich den Figuren 3 und 5 entnehmen läßt, ist an dem Mantel 128 eine mit einem Innengewinde versehene Entlüftungsöffnung 168 vorgesehen, welche die Entlüftungsöffnung 14o schneidet. Normalerweise ist eine Schraube 170 über ein Gewinde in der Entlüftungsöffnung 168 angebracht, wobei ein O-Ring 172 zwischen der Schraube 170 und der Entlüftungsöffnung 168 zusammen gedrückt wird, so daß eine luftdichte Abdichtung entsteht.

Das Betätigungsglied 40 ist mittels eines Außengewindes an der Basisschraube 148 an der Fläche der Bremstrommel 18 befestigt. Im folgenden soll die Funktionsweise des Betätigungsgliedes 4o erläutert werden. Wenn die Luftreifen 26 und 28 (siehe Fig.l) die geeigneten Drücke haben, wie sie durch den in den Niederdruck-Luftschaltern.30 und 32 eingestellten Bezugspunkt bestimmt werden, befinden sich der Kolben 144 und der Magnet 154 in ihren normalen Lagen, wie sie in Fig. 4 dargestellt sind; dabei ist der Magnet 154 magnetisch verkürzt, da der magnetische Fluß durch die Flußschei-

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be 158, den Flußring 160, die Wand 153 und den Körper der Basisschraube 148 zwischen den beiden Polflächen gekoppelt ist· In dieser Lage wird kein äußeres Magnetfeld erzeugt· Weiterhin bildet der Magnet 154 eine magnetische Verriegelung, da er zu der Basis 148 angezogen wird; diese Verriegelung verhindert mit der Kraft der Feder 167, daß der Magnet 154 als Ergebnis seitlicher Bewegungen des Kraftfahr- . zeugs nach außen bewegt werden kann. Wie oben angedeutet wurde, kann die Größe bzw. Stärke dieser Verriegelung durch die Dicke des Magnethalters 156 bestimmt werden.

Wenn der Druck in einem der Luftreifen 26 oder 28 auf einen Wert absinkt, der durch die Niederdruck-Luftschalter 30 bzw. 32 bestimmt wird, wird Luft mit dem Druck des jeweiligen Reifens zu einer der Exnlaßoffnungen 138 oder 140 und in die Kolbenantriebskammer 147 geführt. Der Kolben 144 wird durch den Druck, der über die Luft aus dem Reifen auf ihn ausgeübt wird, verschoben, um die Druckstange 166 und den Magneten nach außen zu bewegen. Wenn die magnetische verriegelung gelöst und aufgebrochen wird, wird die sich ergebende Verringerung in der Kraft, die durch den Magneten 154 und die Feder 167 gegen den Kolben 144 ausgeübt wird, plötzlich reduziert, so daß der Magnet 154 rasch zu einer Außenlage in der Haube 162 gebracht wird. In seiner betätigten Lage bildet der Magnet 154 einen im wesentlichen offenen magnetischen Kreis. Dieser Übergang von einem geschlossenen magnetischen Kreis zu einem offenen magnetischen Kreis, wenn der Magnet 154 in die Betätigungslage gebracht wird, bewirkt eine rasche Verschiebung des Flußmusters, das durch die Luft zu dem Fühler 44 verläuft, wenn das Betätigungsglied 40 in eine Lage gedreht wird, die mit dem Fühler 44 ausgerichtet ist. Wenn der Magnet 154 einen offenen magnetischen Kreis bildet, wird das dadurch entstehende starke Magnetfeld durch den Fühler 44 abgefühlt, der sich in der Nähe der Bahn befindet, die von dem Magneten bei seiner Drehung über das Rad 14 durchlaufen wird.

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Das Betätigungsglied 40 kann in seine ursprüngliche,unbetätigte Lage zurück gebracht werden, indem die Schraube 170 nach außen geschraubt wird, so daß die unter Druck stehende Luft in der Kolbenantriebskammer 147 durch die Luftöffnung 168 nach außen zur Atmosphäre entweichen kann. Wenn der Druck auf Atmosphärendruck abgesunken ist, bringt die Feder 167 den Magneten 154 und den Kolben 144 zu der in Fig. 4 dargestellten Anfangslage.

Wie sich aus Fig. 6 ergibt, weist der Fühler 144 einen Mantel bzw. eine Umhüllung 174 aus nicht leitendem Material auf, an der ein Paar Clips bzw. Befestigungsvorrichtungen 176 und 178 im Abstand zueinander angeordnet sind. Ein Reedschalter 180 mit Anschlüssen 181 und 182 wird durch die Befestigungsvorrichtungen 176 und 178 gehaltert. Eine metallische Muffe bzw. Hülse oder Buchse 183 erstreckt sich durch eine Öffnung des Mantels 174 und kommt mit einem ausgeweiteten Bereich der Befestigungsvorrichtung 178 in Eingriff. Der Mantel 174 ist mittels eines Bolzens bzw. einer Schraube 184 an der Trägeranordnung 46 befestigt, die ebenfalls aus einem leitendem Material besteht. Ein Träger 186 ist an der Anordnung aus Achsgehäuse und plattenförmigen Teil befestigt; da diese Anordnung geerdet ist, sind die Befestigungsvorrichtung 176 und der Anschluß 182 des Reedschalters 180 ebenfalls geerdet. Ein Leiter 188 erstreckt sich durch den Mantel 174 und kommt mit der Befestigungsvorrichtung 176 in Eingriff. Das Ende des Kabels 48 kommt mit dem Leiter 188 bei einem Anschlußstück 190 in Eingriff, das an dem Mantel 174 befestigt ist. Der Fühler 44 ist so an der Anordnung aus Achsgehäuse und plattenförmigen Teil befestigt, daß sich der Reedschalter 180 in der Nähe der Bahn befindet, die von dem Ende des Betätigungsglie~ des 40 (siehe Fig.4) durchlaufen wird. Wenn sich der Magnet 154 des Betätigungsgliedes in seiner zurückgezogenen Lage befindet, wird kein Magnetfeld erzeugt, und der Reedschalter 180 bildet einen offenen Stromkreis. Nimmt der Druck in einem der Reifen 26 oder 28 auf den festgelegten Druck ab, bei dem

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die jeweiligen Niederdruck-Luftschalter 3o oder 32 unter Druck stehende Luft zu dem Betätigungsglied 40 führen, wird der Magnet 154 nach außen bewegt, wie oben beschrieben wurde. Dadurch wird ein äußeres Magnetfeld erzeugt, um den Reedschalter 18Ο zu schließen und das Kabel 48 zu erden, wenn das Betätigungsglied 40 zu einer Lage in der Nähe des Fühlers 44 gedreht wird. Dieses Erdsignal wird über das Kabel 48 der Signalverarbeitungseinrichtung' zugeführt.

Die Signalverarbeitungseinrichtung 50 weist Schaltungen auf, die auf das von den Fühlern, wie beispielsweise dem Fühler 44 nach Fig. 6, zugeführte Erdsignal ansprechen, um das entsprechende Warnzeichen an der Anzeigeeinrichtung 54 am Armaturenbrett zu erregen. Eine solcher Schaltungen ist in Fig. 7 dargestellt. Dabei ist die positive Klemme einer Gleichstrombatterie 192, die beispielsweise die Kraftfahrzeugbatterie sein kann, durch einen zur Strombegrenzung dienenden Widerstand 196 mit der Katode einer Zener-Diode 194 gekoppelt. Die Anode der Zenerdiode 194 ist mit der negativen Klemme der Gleichstrombatterie 192 gekoppelt, die an dem Kraftfahrzeugchassis geerdet., ist. Weiterhin ist die Katode der Zener-Diode 194, die eine regulierte Spannung liefert, durch einen Widerstand 198 und einen Filterkondensator 200 an Erde bzw. Masse gelegt.

Eine Setz-Rücksetz-Sperrschaltung bzw. selbsthaltende Schal tungsanordnung 2o2 weist ein NAND-Glied 2o4 mit zwei Eingängen und ein NAND-Glied 2o6 mit zwei Eingängen auf. Der Ausgang des NAND-Gliedes 2o4 ist mit einem Eingang des NAND-Gliedes 2o6 gekoppelt, dessen Ausgang mit einem Eingang des NAND-Gliedes 2o4 verbunden ist. Der zweite Eingang des NAND-Gliedes 2o4 weist den Setzeingang der Sperrschaltung 2o2 auf, der mit dem Verbindungspunkt zwischen dem Widerstand 198 und dem Kondensator 2OO gekoppelt ist. Der zweite Eingang des NAND-Gliedes 2o6 weist den Rücksetzeingang der Sperrschaltung 2o2 auf, der durch einen normalerweise offenen Druckknopfschalter 2o8 mit Masse und durch einen Widerstand 210 mit der Katode der Zener-Diode 194 verbunden ist. Der Ausgang des NAND-Glie-

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des 2o4 bildet den Ausgang der Sperrschaltung 2o2, der mit der Basiselektrode eines NPN-Transistors 212 durch einen Widerstand 214 verbunden ist. Der Emitter des Transistors 212 ist an Erde bzw. Masse gelegt, während sein Kollektor über das Kabel 52 mit einer Warnlampe 216 in der Anzeigeeinrichtung 54 am Armaturenbrett verbunden ist. Die andere Seite der Warnlampe 216 ist mit der positiven Klemme der Gleichstrombatterie 192 gekoppelt. Der Ausgang des Reed-Schalters 180 (siehe Fig. 6) ist mit dem Setzeingang der Sperrschaltung 2o2 über das Kabel 48 verbunden.

Im folgenden soll angenommen werden, daß die Sperrschaltung 2o2 zurückgesetzt ist; dann ist ihr Ausgangssignal ein Erdsignal, das zu der Basis des Transistors 212 gegeben wird, der in den nicht leitenden Zustand vorgespannt ist. Weiter soll angenommen werden, daß sich der Druck in den Reifen des Kraftfahrzeugs auf dem gewünschten Wert befindet> dann sind die Eingangssignale zu den Setz- und Rücksetzeingängen der Sperrschaltung 2o2 positive Spannungen von der Katode der Zener-Diode 194. Dies stellt die normale Betriebslage des Warnsystems für den Reifendruck dar, wenn die Reifen des Kraftfahrzeugs, wie beispielsweise die Reifen 26 und 28, den geeigneten Aufblasdruck haben. Sollte einer der Luftreifen, wie beispielsweise die Reifen 26 und 28, Luft verlieren, so daß der Druck auf den festgelegten Warndruck absinkt, der durch die Niederdruck-Luftschalter 30 oder 32 festgelegt wird, erzeugt das Betätigungsglied 126 auf die oben beschriebene Weise ein Magnetfeld, das einmal bei jeder Umdrehung des Rades 14 den Reed-Schalter 180 schließt. Ein Erdsignal wird durch Kabel 48 zu dem Setzeingang der Sperrschaltung 2o2 geführt, wenn der Reedschalter geschlossen wird; dadurch geht ihr Ausgangssignal auf eine positive Spannung, die zu dem jeweiligen Eingang des NAND-Gliedes 2o8 und zu der Basis des Transistors 212 gekoppelt wird. Da an beiden Eingängen des NAND-Gliedes 2o6 positive Spannungen anliegen, verschiebt sich sein Ausgangssignal auf Erdpotential, um das Ausgangssignal des NAND-Gliedes und

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damit die Sperrschaltung 2o2 auf eine positive Spannung zu klemmen bzw. festzulegen. Diese Spannung spannt den Transistor 212 in den leitenden Zustand vor, so daß ein Erdsignal durch das Kabel 52 zu der Lampe 216 in der Anzeigeeinrichtung 54 am Armaturenbrett geliefert wird. Die Lampe 216 wird erregt, so daß der niedrige Reifendruck angezeigt wird.

Wenn das Betätigungsglied 40 durch das Rad von dem Reed-Schalter 180 weggedreht wird, öffnet sich der Reed-Schalter 180, um das Erdsignal von dem Eingang des NAND-Gliedes 2o4 zu entfernen bzw. zu unterbrechen. Dies hat in Anbetracht des Erdeingangssignals zu dem NAND-Glied 2o4 von dem NAND-Glied 2o6 keine Wirkung auf sein Ausgangssignal. Als Ergebnis hiervon wird die Sperrschaltung 2o2 in diesem Zustand gehalten, so daß die Lampe 216 ständig aufleuchtet und damit eine Warnung anzeigt. Wenn der Luftreifen 26 oder 28 wieder aufgepumpt wird, so daß der jeweilige Niederdruck-Luftschalter 30 oder 32 und das Betätigungsglied 40 zurückgestellt werden, kann die Warnlampe 216 durch Handbetätigung des normalerweise offenen Druckknopfschalters 2o8 gelöscht werden, der ein Erdsignal zu dem Rückstelleingang der Sperrschaltung 2o2 liefert. Das Erdeingangssigna}. zu dem Rücksetzeingang bewirkt, daß das Ausgangssignal des NAND-Gliedes 2o6 auf einen positiven Spannungswert geht. Wenn das Setzeingangssignal des NAND-Gliedes 2o4 eine positive Spannung von der Zener-Diode 194 ist, verschiebt sich sein Ausgangssignal auf Erdpotential, das beibehalten wird, nachdem der Druckknopfschalter 2o8 geöffnet ist. Dieses Erdpotential spannt den Transistor 212 in den nicht leitenden Zustand vor, um die Lampe 216 zu löschen.

Obwohl nur eine Schaltung beschrieben worden ist, mit deren Hilfe eine Anzeige für den abgesunkenen Reifendruck der Luftreifen 26 oder 28 an einem einzigen Rad 14 geliefert wird, gibt es selbstverstandlxch mehrere solcher Schaltungen, die eine Anzeige für den abgesunkenen Druck in den Luftreifen an jedem Radsatz des Kraftfahrzeugs liefern.

Patentansprüche 6 09825/0352

Claims (1)

1. Patentansprüche

   (Jarnsystem für niedrigen Reifendruck für ein Kraftfahrzeug mit einem Rad mit montiertem Luftreifen, der normalerweise auf einen bestimmten Druck gefüllt ist, wobei ein Betätigungsglied außerhalb des Reifens an dem Rad getragen wird, einen Magneten mit ersten und zweiten Magnetpolflächen aufweist und zwischen einer normalen und einer ausgefahrenen Lage bewegbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß ein hohles Grundteil (148) aus magnetischem Material den Magneten (154) aufnimmt, um einen geschlossenen Magnetflußweg zwischen der ersten (N) und der zweiten (S) Polfläche zu bilden, wenn sich der Magnet (154) in seiner normalen Lage befindet, wobei eine (N) der Polflächen in der Nähe des Grundteils (148) liegt, um eine magnetische Verriegelungskraft zwischen diesen Teilen zu erzeugen, wenn sich der Magnet (154) in seiner normalen Lage befindet, daß ein druck empfindliches Glied eine Kammer (147), ein bewegliches Element (144), von dem eine Seite dem Druck in der Kammer (147) ausgesetzt ist, sowie eine Anordnung (166) enthält, welche das bewegliche Element (144) und den Magneten (154) koppelt, daß ein Niederdruck-Luftschalter (30; 32) von dem Rad (14) getragen wird und auf den Druck im Reifen anspricht, daß ein Luftschlauch (38;42) den Luftschalter (30;32) mit der Kammer (147) koppelt, wobei der Luftschalter Luft aus dem Reifen zu der Kammer (147) führt, wenn der Luftdruck in dem Reifen auf einen bestimmten

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   Ά.

   Druckwert absinkt, der kleiner als der festgelegte Druck ist, wobei das bewegliche Element dann durch den Luftdruck in dem Reifen gegen die magnetische Verriegelungskraft zwischen dem Magneten (154) und dem Basisteil verschoben wird, um den Magneten aus seiner normalen Lage in eine ausgefahrene Lage zu bewegen, so daß ein äußeres Magnetfeld erzeugt wird, und daß eine an dem Fahrzeug getragene und relativ zu diesem stationäre Einrichtung (50, 25, 54) das äußere Magnetfeld abfühlt und ein Signal erzeugt, das den abgesunkenen Reifendruck darstellt.

   2· System nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Niederdruck-Luftschalter (3o;32) ein an dem Rad (14) angebrachtes Gehäuse (56), in dem zwei Hohlräume (58, 60) vorgesehen sind, von denen einer (58) dem Luftdruck und der Temperatur im Innern des Reifens ausgesetzt ist, weiterhin einen Balgen (90) in dem anderen Hohlraum (60), der mit einer normalerweise geschlossenen Ventileinheit (74) gekoppelt ist, und ein von Hand betätigbares Ausgleichventil (Io6) enthält, daß sich durch das Rad (14) erstreckt und eine Luftverbindung zwischen dem Innern des Balgens (90) und dem Innern des Reifens herstellen und das Innere des Balgens (90) gegen das Innere des Reifens abdichten kann, und daß das Ausgleichventil (Io6) eine Verbindung zwischen den Innenräumen des Balgens (90) und des Reifens herstellt, wenn sich der Reifen auf dem festgelegten Druck befindet, und anschließend geschlossen wird, um einen Temperatur veränderlichen Bezugsdruck

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   in dem Balgen (90) einzustellen, wobei der Balgen ausgedehnt wird, wenn der Luftdruck in dem Reifen auf einen bestimmten Wert unter dem Bezugsdruck in dem Balgen (90) absinkt, um dadurch die normalerweise geschlossene Ventileinheit (74) zu öffnen.

   3. System nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß außerhalb des Reifens an dem Rad (14) ein Betätigungsglied (40) getragen wird, welches das Basisteil (148), das an einem Ende eine offenendige Kammer (152) aufweist, wobei die erste (N) Polfläche des Magneten (154) normalerweise in der Nähe des Bodens der Kammer liegt, um eine magnetische Verriegelungskraft mit dem Kammerboden zu bilden, weiterhin eine Feder (167), welche den Magneten (154) in Richtung auf den Kammerboden vorspannt, ein erstes, einen magnetischen Fluß leitendes Teil (158), das an der zweiten (S) Polfläche angebracht ist und über ihr liegt, und ein zweites, einen magnetischen Fluß leitendes Teil (160) enthält, das in der Nähe des ersten Teils (158) an den Wänden (153) der Kammer (152) angebracht ist, wenn sich der erste (N) Pol in seiner normalen Lage befindet, um einen kurzgeschlossenen magnetischen Kreis für den Magnetfluß zwischen den Polflächen zu vervollständigen, daß Druck empfindliche Teil eine abgedichtete, das bewegliche Element (144) aufnehmende Kammer (128) aufweist, von der eine Seite dem Druck in der Kammer ausgesetzt ist, daß Verbindungen (138; 140) zwischen der Ausgangsseite der normalerweise geschlosse-

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   nen Ventileinheit (74) und der abgedichteten Kammer (128) vorgesehen sind, so daß Luft aus dem Reifen zu der abgedichteten Kammer gelangt, wenn die Ventileinheit (74) beim Absinken des Luftdrucks in dem Reifen auf den bestimmten Druckwert, der kleiner als der festgelegte Druck ist, durch Ausdehnung des Balgens (90) geöffnet wird, wobei der Magnet durch die sich ergebende Bewegung des bewegbaren Teils (144) gegen die magnetische Verriegelungskraft und die Vorspannung der Feder (167) in seine ausgefahrene Lage gebracht wird, um das äußere Magnetfeld zu erzeugen und dadurch eine Verriegelungseinrichtung (2o2) zu betätigen, die auf das Schließen

   eines Reed-Schalters (180) durch die Bewegung des Magein/

   neten (154) anspricht, um dann den abgesunkenen Reifendruck darstellende Signal zu erzeugen.

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