DE2923258A1

DE2923258A1 - Elektrische kontaktvorrichtung zur ueberwachung des druckes im reifen eines kraftfahrzeugrades

Info

Publication number: DE2923258A1
Application number: DE19792923258
Authority: DE
Inventors: Guenter Frank; Ernst Mezger
Original assignee: Moto Meter AG
Current assignee: Moto Meter AG
Priority date: 1979-06-08
Filing date: 1979-06-08
Publication date: 1980-12-18
Also published as: GB2052162A; FR2458408A1; FR2458408B1; GB2052162B; IT8022621A0; IT1131292B

Description

DR.-ING. DIPL.-IMG.fi. SC. DIPU-HHvS₁DR. DIPL-PHVS. _PHYS ΟΛ

HÖGER - STELLRECHT - GRIESS3ACH - HAECKER _BOEHME

PATENTANWÄLTE IN STUTTGART

A 43 392 m Anmelder: ΜΟΤΟ METER

m - 168 Aktiengesellschaft

27. März 19 79 Postfach 346

7250 Leonberg

Bes chreibung

Elektrische Kontaktvorrichtung zur Überwachung des Druckes im Reifen eines Kraftfahrzeugrades

Die Erfindung betrifft eine elektrische Kontaktvorrichtung zur überwachung des Druckes im Reifen eines Kraftfahrzeugrades mit einem an der Felge des Rades druckdicht befestigten Schaft, an dessen in das Reifeninnere ragendem Ende eine mit dem im Reifen herrschenden Druck beaufschlagte Metallmembran befestigt ist, und mit einem elektrisch isoliert im Schaft angeordneten, metallischen Kontaktstift, der durch eine im Schaft hinter der Membran vorgesehene Druckkammer hindurch bis zu der dem Reifeninnern abgewandten Rückseite der Membran reicht und im Normalfall an dieser elektrisch leitend anliegt.

Bei bereits vorgeschlagenen Vorrichtungen dieser Art (deutsche Patentanmeldungen P 28 18 027.0 und P 28 34 808.5) ist die hinter der Metallmembran gelegene Druckkammer entweder mit der Atmosphäre verbunden, so daß in der Kammer Atmosphärendruck herrscht, oder es ist eine durch ein Ventil verschließbare Leitung vorgesehen, durch welche in der Druckkammer ein bestimmter, über dem Atmosphärendruck liegender Druck erzeugt werden kann. Die Erzeugung eines über dem Atmosphärendruck liegenden Druckes in der hinter der Membran liegenden Druckkammer ist deswegen erwünscht, weil hierdurch die Rückfederung der Membran stabilisiert und der Einfluß der

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Temperatur auf die Funktion der Kontaktvorrichtung herabgesetzt werden kann. Die Erzeugung eines höheren Druckes in der Druckkammer erfordert jedoch bei der vorbeschriebenen Kontaktvorrichtung das Anschließen einer Pumpe und ein druckdichtes Ventil. Dabei ist nicht immer mit der erwünschten Genauigkeit festzustellen, welcher Druck gerade in der Druckkammer herrscht und ob dieser insbesondere genau dem im Reifeninnern herrschenden Druck gleich ist.

Es ist Aufgabe der Erfindung, eine elektrische Kontaktvorrichtung der eingangs genannten Art vorzuschlagen, bei der durch eine einfache Maßnahme sichergestellt ist, daß in der hinter der Membran liegenden Druckkammer stets der gleiche Druck herrscht wie im Reifeninnern, ohne daß hierzu eine Luftpumpe eingesetzt oder in der Vorrichtung ein besonderes Ventil vorgesehen werden muß.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß im Schaft der Vorrichtung ein durch ein Verschlußglied verschließbarer Kanal ausgebildet ist, der bei geöffnetem Verschlußglied eine druckleitende Verbindung zwischen dem Reifeninnern und der Druckkammer hinter der Membran herstellt.

Hierdurch wird sichergestellt, daß durch kurzzeitiges öffnen des Verschlußgliedes vor und hinter der Membran jeweils der gleiche Druck herrscht, wodurch die Funktionssicherheit der Vorrichtung, insbesondere deren genaues Ansprechen bei einem Druckabfall im Reifeninnern beträchtlich verbessert ist.

Die nachstehende Beschreibung bevorzugter Ausfuhrungsformen der Erfindung dient im Zusammenhang mit beiliegender Zeichnung der weiteren Erläuterung. Es zeigen:

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Fig. 1 eine Schnittansicht einer elektrischen Kontaktvorrichtung zur Überwachung des Druckes im Reifen eines Kraftfahrzeuges;

Fig. 2 eine Schnittansicht der Vorrichtung aus Fig. 1

mit abgenommener Kappe und geöffnetem Verschlußglied;

Fig. 3 eine andere Ausführungsform in Schnittansicht;

Fig. 4 die Ausführungsform aus Fig. 3 in geöffnetem Zustand;

Fig. 5 eine Schnittansicht entlang der Linie 5-5 in Fig. 1 und

Fig. 6 eine Teilschnittansicht eines Kraftfahrzeugrades mit eingesetzter Kontaktvorrichtung.

Wie aus Figur 1 hervorgeht, umfaßt eine elektrische Kontaktvorrichtung zur Überwachung des Druckes im Reifen eines Kraftfahrzeugrades einen kreiszylindrischen, hohlen Schaft 1 aus Metall mit Außengewinde 2. Der Schaft 1 ist an seinem in Fig. 1 oben gelegenen Ende tellerförmig erweitert und in eine Bohrung 3 der Felge 4 eines Kraftfahrzeugrades derart eingesetzt, daß die Rückseite der tellerförmigen Erweiterung an der Innenseite der Felge anliegt. An dieser Stelle ist in eine ringförmige Ausnehmung an der Tellerrückseite ein O-Ring 5 zum Zwecke des druckdichten Verschlusses eingefügt (vgl. auch Fig. 6). Mittels zweier Muttern 6, 7, die auf das Außengewinde 2 des Schaftes 1 aufgeschraubt sind, wird der Schaft 1 fest und druckdicht an der Felge 4 gehalten. Zwischen die

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Schrauben 6, 7 ist ein metallischer Anschlußkontakt 8 eingesetzt. Die tellerförmige Erweiterung des Schaftes 1 weist auf der Innenseite der Felge, also im Innenraum des Reifens eine Ausnehmung 9 mit konisch verlaufendem Boden auf. Zur Vergrößerung des Volumens der Ausnehmung 9 ist der Boden mit kreisringförmigen Nuten oder Rinnen 11 versehen. Am Rand der Ausnehmung 9 stützt sich eine kreisscheibenförmige Metallmembran 12 ab. Auf der in Fig. 1 oben gelegenen Seite des Randes der Membran 12 liegt ein.Ring 13 vorzugsweise aus Metall auf, der durch ümbördeln des oberen Randes 14 des Schaftes 1 den Rand der Membran 12 fest auf ihren Sitz drückt. Der Ring 13 weist eine Innenbohrung 15 verhältnismäßig kleinen Durchmessers auf und ist an seiner der Membran 12 zugekehrten Innenseite so gestaltet, daß zwischen dieser Innenseite und der Membran ein konischer Zwischenraum 16 frei bleibt, in welchen die elastische Metallmembran 12 bei nachlassendem Reifendruck hineinfedern kann.Die gegenüberliegende Ausnehmung"9 im Schaft 1 wird auch als Druckkammer bezeichnet. Sie ist über eine Bohrung 17 mit der Innenbohrung des hohlen Schaftes 1 verbunden.

In der tellerförmigen Erweiterung des Schaftes 1 ist weiterhin ein Kanal 18 vorgesehen, der von der Außenwand der tellerförmigen Erweiterung bis in die Innenbohrung des Schaftes 1 führt.

In die mit einem Innengewinde 19 versehene Bohrung 2o des Schaftes 1 ist ein Verschlußglied in Gestalt einer Buchse 21 aus Metall eingeschraubt. Die Buchse 21 enthält druckdicht eine weitere Buchse 1o aus elektrisch isolierendem Material, insbesondere Kunststoff. In der Fig. 1 gezeichneten Stellung der Buchse 21 verschließt diese den Kanal 18 gegenüber der Druckkammer 9 und liegt mit ihrer Stirnseite druckdicht an einer Dichtung 22 an, die auch in die Bohrung 17 hineinragt.

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0-Ringe 23, die in Ringnuten der Buchse 21 angeordnet sind, dienen der weiteren Abdichtung. Die Unterseite eines zum Beispiel als Sechskant ausgebildeten Kopfes 24 der Buchse 21 liegt an der der Membran 12 abgekehrten Stirnseite des Schaftes 1 an. Im übrigen kann auch, wie aus Fig. 1 hervorgeht, zur zusätzlichen, druckdichten Halterung der Membran 12 zwischen dem Ring 13 und dem Rand der Membran noch ein O-Ring angeordnet werden.

In der Mitte der Buchse 1o ist axial verlaufend ein metallischer Kontaktstift 27 druckdicht angeordnet, der mit seiner einen Stirnseite in Fig. 1 elektrisch·leitend an der Rückseite der Metallmembran 12 anliegt. Die drucksichere Abdichtung des Kontaktstiftes 27 in der Buchse 1o erfolgt einerseits durch Paßgleitsitz im oberen Bereich der aus Kunststoff gefertigten Buchse 1o und durch genau passendes Feingewinde 28 im unteren Bereich der Buchse 10. An seiner der.Membran 12 abgekehrten Stirnseite weist der Kontaktstift 27 einen Schlitz 29 zur Einführung eines Schraubenziehers auf.

Auf das Außengewinde 2 des Schaftes 1 ist schließlich eine Kappe 31 aus Kunststoff oder anderem, elektrisch isolierendem Material aufgeschraubt, in die eine metallische Schlitz-Hülse 32 eingesetzt ist. Mit dieser Hülse 32 ist wiederum mittels einer Niet oder einer Schraube 33 ein elektrisch leitender Anschlußkontakt 34 aus Metall verbunden. Die Hülse 32 weist auf ihrer Innenseite einen vorspringenden, im Querschnitt spitz zulaufenden Steg 35 auf, der sich beim Aufsetzen der Kappe 31 auf den Schaft 1 an die Außenseite des Kopfes des Kontaktstiftes 27 anlegt und zwischen Anschlußkontakt 34 und dem Kontaktstift 27 eine elektrisch leitende Verbindung her-

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stellt. Mittels des Feingewindes 28 kann die Stellung des Kontaktstiftes 27 relativ zur Membran 12 präzise eingestellt und gegebenenfalls nachjustiert werden. Die Anschlußkontakte 8 und 34 sind beispielsweise als frei abstehende Laschen oder Lötfahnen zur Verbindung mit Anschlußdrähten ausgebildet.

Die beschriebene Vorrichtung funktioniert folgendermaßen: Die Vorrichtung wird in der aus Fig. 6 ersichtlichen Weise derart schräg an der Radfelge 4 befestigt, daß sie in den unter Druck stehenden Innenraum 3o des auf der Felge 4 befestigten Reifens 36 ragt. Hierdurch ist die dem Ring 13 zugekehrte Seite der Membran 12 mit dem im Reifen 36 herrschenden Druck beaufschlagt. Nach Abnehmen der Kappe 31 wird nun die Buchse 21 zum Beispiel mittels eines an ihrem Kopf 24 angesetzten Schraubenschlüssels so weit nach unten aus dem Schaft 1 herausgedreht, daß über den' Kanal 18, die Innenbohrung des Schaftes 1 und die Bohrung 17 eine direkte Verbindung zu der auf der Rückseite der Membran 12 gelegenen Druckkammer 9 hergestellt ist (vgl. Fig. 2). Hierdurch herrscht zu beiden Seiten der Membran 12 der gleiche Druck. Anschließend wird die Buchse 21 wieder in ihre in Fig. 1 dargestellte Normalstellung gebracht und hierdurch die Druckkammer 9 durckdicht verschlossen. Schließlich wird die Kappe 31 (Fig. 1) wieder auf den Schaft 1 der Vorrichtung aufgeschraubt.

Im Betrieb wird zwischen den Anschlußkontakten 8 und 34 über wenigstens eine an der Felge 4 befestigte und mit dieser umlaufende Drahtschleife oder Spule eine elektrische Verbindung hergestellt, die durch das Anliegen des Kontaktstiftes 27 an der Metallmembran 12 einen geschlossenen Stromkreis bildet. Fällt nun der im Innenraum 3o des Reifens 36 herrschende Druck

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unterhalb eines bestimmten Wertes, so hebt sich aufgrund der entstehenden Druckdifferenz zwischen Druckkammer 9 und Reifeninnenraum 3o die Membran 12 unterstützt von ihren elastischen Eigenschaften vom Kontaktstift 27 ab und unterbricht an dieser Stelle die elektrisch leitende Verbindung. Diese Unterbrechung kann in an sich bekannter Weise festgestellt und zur Anzeige gebracht werden, so daß man in der Lage ist, das Absinken des Druckes im Reifen 36 rechtzeitig festzustellen und hierdurch einer möglichen Gefahr entgegenzuwirken.

Die Feststellung der Kontaktunterbrechung zwischen Metallmembran 12 und Kontaktstift 27 kann beispielsweise auf induktivem Wege erfolgen, indem man die an die Anschlußkontakte 8 und 34 angeschlossene Drahtwindung an einem am Chassis des betreffenden Kraftfahrzeuges, insbesondere Lastkraftwagens, befestigten Sensor vorbeilaufen läßt, der auf die Unterbrechung des elektrischen Stromkreises zwischen Kontaktstift 27 und Metallmembran 12 anspricht. Derartige Sensoren mit zugehörigen Anzeigeeinrichtungen sind beispielsweise in der DE-OS 25 23 488 beschrieben.

Wesentlich für das genaue Arbeiten der beschriebenen Vorrichtung ist dabei, daß nach dem Aufpumpen des Reifens 36 auf den vorgesehenen Druck genau der gleiche Druck auch in der Druckkammer 9 durch vorübergehendes Herausschrauben der Buchse 21 hergestellt wird. Auf diese Weise hat man eine definierte Ausgangslage im Meßsystem der Vorrichtung und die Vorrichtung ist wegen des beidseits der Membran 12 herrschenden, gleichen Druckes verhältnismäßig wenig temperaturanfällig. Sie spricht aber sofort auf ein Absinken des Luftdruckes im Reifen 36 zuverlässig an.

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Der Ring 13 dient nicht nur dem Festspannen der Membran 12 auf dem tellerförmig erweiterten Ende des Schaftes 1 sondern gleichzeitig auch zum Schutz der empfindlichen Membran 12 gegen unbeabsichtigte, mechanische Einflüsse, beispielsweise beim Einsetzen der Vorrichtung in die Radfelge 4.

Die Ausführungsform gemäß Fig. 3 und 4 unterscheidet sich
von derjenigen nach Fig. 1 und 2 im wesentlichen dadurch,
daß der Kanal 18 nach unten abgeknickt ist und. aus einem
radial verlaufenden Teilabschnitt und einem axial verlaufenden, in Fig. 3 nach unten gerichteten Teilabschnitt besteht. Die
Dichtung 22 liegt dabei stirnseitig an der Auslaßöffnung des Kanals 18 an und dichtet diesen unmittelbar ab. Daher können bei dieser Ausführungsform die in Fig. 1 und 2 vorgesehenen
O-Ringdichtungen 23 entfallen. Beim Herausdrehen der Buchse aus dem Schaft 1 (Fig. 4) löst sich die Dichtung 22 unter der Wirkung des im Kanal 18 herrschenden Druckes, so daß ein Druckausgleich zwischen dem Reifeninnenraum und der Druckkammer 9 durch die Bohrung 17 hindurch stattfinden kann. Bei der Ausführungsform nach Fig. 3 und 4 ist die Dichtung 22 als Ringdichtung ausgebildet und besitzt keinen in die Bohrung 17 ragenden Schenkel, wie die Dichtung 22 in Fig. 1 und 2.

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L θ e r s e

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Claims

DR.-ING. DIPL.-ir-G. H. SC. DIPL.-PHYS. DR. DIPL.-PHYS. DtPL-PHYSDR.

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PATENTANWÄLTE IN STUTTGART

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m - 168 Aktiengesellschaft

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7250 Leonberg

Patentansprüche :

Elektrische Kontaktvorrichtung zur Überwachung des Druckes im Reifen eines Kraftfahrzeugrades mit einem an der Felge des Rades druckdicht befestigten Schaft, an dessen in das Reifeninnere ragendem Ende eine mit dem im Reifen herrschenden Druck beaufschlagte Metallmembran befestigt ist, und mit einem elektrisch isoliert im Schaft angeordneten, metallischen Kontaktstift, der durch eine im Schaft hinter der Membran vorgesehene Druckkammer hindurch bis zu der dem Reifeninnern abgewandten Rückseite der Membran reicht und im Normalfall an dieser elektrisch leitend anliegt, dadurch gekennzeichnet, daß im Schaft ein durch ein Verschlußglied (21) verschließbarer Kanal (18) ausgebildet ist, der bei geöffnetem Verschlußglied eine druckleitende Verbindung zwischen dem Reifeninnern (35) und der Druckkammer (9) hinter der Membran (12) herstellt.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Verschlußglied für den Kanal (18) als in den Schaft (1) einschraubbare Metall-Buchse (21) ausgebildet ist und die Buchse (21) gleichzeitig der elektrisch isolierten Halterung des Kontaktstiftes (27) dient.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Kontaktstift (27) in der Buchse (21) verstellbar ist.

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4. Vorrichtung nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Membran (12) durch einen Ring (13) auf dem Schaft (1) gehalten ist und der Ring (13) durch einen umgebördelten Rand (14) des Schaftes (1) in diesen fest eingepreßt ist.
5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen Ring (13) und Membran (12) eine Dichtung (26) eingefügt ist.
6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß zum Verstellen des Verschlußgliedes (21) an diesem ein Sechskantkopf (24) o. dgl. vorgesehen ist.
7. Vorrichtung nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß auf das der Membran (12) und dem Kanal (18) abgekehrte Ende des aus Metall gefertigten Schaftes (1) eine Kappe (31) aus elektrisch isolierendem Material mit Anschlußkontakt (34) aufsetzbar ist, der mit dem Kontaktstift (27) in elektrisch leitende Verbindung tritt.
8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, da£ der als Lasche ausgebildete Anschlußkontakt (34) an einer in die Kappe (31) eingesetzten Hülse (32) befestigt ist, die elektrisch leitend an dem der Membran (12) abgekehrten Ende des Kontaktstifts (27) anliegt.
9. Vorrichtung nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Schaft (1) mittels wenigstens einer Schraubmutter (6) und unter Zwischenschaltung

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einer Dichtung (5) mit der Felge (4) des Rades verbindbar ist.
10. Vorrichtung nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die der Befestigung des Schaftes (1) an der Felge (4) dienenden Schraubmuttern (6, 7) gleichzeitig einen weiteren Anschlußkontakt (8) halten.
11. Vorrichtung nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Kanal (18) ein im wesentlichen radial und ein im wesentlichen axial im Schaft (1) verlaufendes Teilstück umfaßt, und das axial verlaufende Teilstück durch eine Dichtung (22) stirnseitig abdichtbar ist.

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