DE3044149A1

DE3044149A1 - Elektrische energie liefernde vorrichtung und diese enthaltendes geraet zur erfassung abnormer reifenzustaende

Info

Publication number: DE3044149A1
Application number: DE19803044149
Authority: DE
Inventors: Daniel S. 44857 Norwalk Ohio Snyder
Original assignee: Gould Inc
Current assignee: Clevite Industries Inc
Priority date: 1979-11-27
Filing date: 1980-11-24
Publication date: 1981-08-27
Also published as: GB2064883B; ES497199A0; BR8007769A; IT1128636B; FR2470474B1; DE3044149C2; GB2064883A; SE8008255L; IT8050230A0; JPS56124504A; ES8201898A1; JPH029964B2; AU536679B2; FR2470474A1; AU6444480A; CA1171496A

Description

-PATENTAKWALtE :Ί : 3044148

TISCHER · KERN & BREHM

^^^??.^{65 D 8000} München 70 ■ Telefon (089) 7605520 ■ Telex 05-212284 patsd_Telegramme Kernpatent München

GOULD INC., 24. November 1980

10 Gould Center, GD-40

Rolling Meadows, Illinois 60008,
U. S. A.

Elektrische Energie liefernde Vorrichtung und diese enthaltendes Gerät zur Erfassung abnormer Reifenzustände

Beschreibung:

Die vorliegende Erfindung betrifft Warnsysteme zur Anzeige eines abnormen Reifenzustandes; insbesondere betrifft die Erfindung einen schwingenden Wandler als Energieversorgungseinrichtung für solche Warnsysteme. Darüberhinaus findet die vorliegende Erfindung jedoch breitere Anwendungen, wie das für Fachleute ersichtlich ist.

Sowohl ein Überdruck wie ein Unterdruck in einem Druckluftreifen stellt eine Ursache für einen übermäßigen Reifenabrieb

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dar und kann zu einem vorzeitigen Ausfall des Reifens führen. Darüberhinaus haben solche Unter- oder Uberdruckzustände eines Reifens nachteilige Auswirkungen auf die Führung und Leistung des Kraftfahrzeugs, sowohl hinsichtlich der sicheren Beherrschung des Kraftfahrzeugs wie hinsichtlich des Kraftstoffverbrauchs pro zurückgelegter Strecke. Da diese Zustände und Ergebnisse seit einiger Zeit bekannt sind, wurden eine Reihe von <-- Versuchen unternommen, Einrichtungen zur selbsttätigen Feststellung und Anzeige solcher Zustände vorzusehen. Gerade in jüngster Zeit haben derartige Entwicklungen zur Bereitstellung eines praktischen und preiswerten Warnsystems wegen des Anstiegs der Kraftstoff- und Reifenkosten, sowie der allgemeinen Kraftfahrzeugbetriebskosten stärkere Bedeutung erlangt.

Obwohl bereits eine beträchtliche Anzahl bekannter Geräte entwickelt und zur Feststellung von Reifenunterdruckzuständen eingesetzt worden ist, weist jede dieser bekannten Einrichtungen

hinsichtlich ihres Aufbaues oder ihrer Betriebsweise Nachteile auf, welche sie für einen allgemeinen Einsatz unerwünscht oder unpraktisch erscheinen .läßt. Obwohl zahlreiche bekannte Vorschläge vorliegen und diese verändert und/oder verbessert worden sind, erfordern die meisten Vorschläge eine besondere Verdrahtung und dgl., welche von der Achsanordnung bis zum Kraftfahrzeugchassis und schließlich durch den Kraftfahrzeugaufbau hindurch zu dem Armaturenbrett reicht. Eine derartige Verdrahtung führt zu unerwünschten Kosten des Systems und ist darüberhinaus außerordentlich schwierig und zeitaufwendig einzubauen. Die ent-

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sprechende Installationszeit ist dann besonders bedeutsam, wenn man an den Einbau der Geräte im Verlauf des anfänglichen Kraftfahrzeugzusammenbaues denkt, so daß diese Geräte einen Bestandteil der ursprünglichen Ausstattung darstellen. Darüberhinaus ist die notwendige besondere Verdrahtung und die damit verbundenen Ausrüstungsgegenstände zwischen den Achsen und dem Kraftfahrzeugchaesis der ständigen Gefahr einer Beschädigung oder des Bruchs durch Straßenmaterialien, Wettereinflüsse und dgl. ausgesetzt,wie sie im Verlauf einer üblichen Kraftfahrzeugbenutzung auftreten.

Es sind auch schon einige Vorschläge bekanntgeworden, eine unabhängige bzw. sich selbst versorgende Detektoreinrichtung zu entwickeln, umf"Notwendigkeit der Verdrahtung und dgl. zwischen den Achsen und dem Chassis zu beseitigen; diese bekannten Vorschläge haben sich Jedoch bislang nicht als völlig erfolgreich und wirksam erwiesen. Im einzelnen weisen diese bekannten, unabhängigen Einheiten kleine Signalsender, wie etwa drahtlose Sendegeräte auf, die jeder Achse zugeordnet sind. Diese Sender übermitteln ein Signal, wie etwa ein Radiosignal als Antwort auf einige vorgegebene Reifenzustände, die von einer Sensoreinrichtung im Reifen festgestellt worden sind. Das Signal wird daraufhin im Kraftfahrzeug empfangen und zur Betätigung einer Warnanzeige oder eines Warnlichtes benutzt, um dem Kraftfahrzeugführer anzuzeigen, daß ein Reifenüber- bzw.-unterdruck herrscht.

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Obwohl die Schwierigkeiten hinsichtlich der Verdrahtungsprobleme im wesentlichen als überwunden gelten können, haben sich die bislang entwickelten Vorrichtungen zur Energieversorgung der Sender für die praktische und vielseitige Anwendung in einem Kraftfahrzeug als unakzeptabel erwiesen. Typischerweise sehen diese Energieversorgungsvorrichtungen kleine Batterien vor, welche jeder Achse oder dgl. zugeordnet sind; eine Stromversorgung über Batterien erfordert darüberhinaus ziemlich exotische und komplexe Schaltkreise. Darüberhinaus müssen Batterien natürlich periodisch ersetzt werden, wenn ihre verwertbare Lebensdauer abgelaufen ist; es erweist sich Jedoch als unmöglich, eine genaue Voraussage über den Ablauf dieser Lebensdauer zu machen, da diese zwischen den einzelnen Batterien schwankt und darüberhinaus von den einzelnen Batterieherstellern abhängig ist. Darüberhinaus hat sich gezeigt, daß zahlreiche Kraftfahrzeughalter außerordentlich lax hinsichtlich der periodischen Kraftfahrzeugwartung sind. Als Jj'olge davon würden die Kraftfahrzeughalter die notwendige überprüfung, Wartung und gegebenenfalls den Ersatz dieser kleinen Batterien einfach vergessen oder sich nicht die dafür erforderliche Zeit nehmen. Daher wäre ein solcher unabhängiger Detektor häufig unwirksam und wäre daher ohne praktischen Nutzen oder Wert. Die anderen, ziemlich exotischen und komplexen Schaltkreise haben den Nachteil, daß sie recht kostspielig sind und der Gefahr einer Beschädigung oder Beeinträchtigung im Verlauf der üblichen Kraftfahrzeugnutzung ausgesetzt sind.

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Ein anderer Nachteil der bekannten Geräte oder Systeme zur Erfassung und Anzeige abnormer Reifenzustände ist darin zu sehen, daß deren Wirksamkeit in erheblichem Ausmaß von der Rotationsgeschwindigkeit der Achse selbst abhängt. Dies beruht darauf, daß diese Geräte so konstruiert und aufgebaut waren, daß sie tatsächlich nur bei erhöhten Kraftfahrzeuggeschwindigkeiten wirksam waren und bei den Geschwindigkeiten des Stadtverkehrs nicht brauchbar funktionierten. Darüberhinaus waren viele dieser bekannten Geräte lediglich einseitig-gerichtet ausgelegt und arbeiteten daher lediglich in einer Drehrichtung der Achse. Daher waren diese Geräte für die Anordnung auf der einen oder anderen Kraftfahrzeugseite beschränkt.

Ein weiteres Problem dieser bekannteren Vorrichtungen besteht schließlich in der Notwendigkeit, eine wirksame Verbindung zwischen stationären und rotierenden Bauteilen vorzusehen. Da diese Geräte im wesentlichen elektrisch betrieben wurden, mußten bekannte Vorrichtungen notwendigerweise Schleifringkonstruktionen vorsehen, um die verschiedenen Bauteile untereinander wirksam zu verknüpfen; gerade diese Schleifringkonstruktionen erwiesen sich als anfällig gegenüber Beschädigungen, erforderten häufige Reparaturen und/oder entsprechenden Austausch.

Davon ausgehend besteht die wesentliche Aufgabe der vorliegenden Erfindung darin, ein neues Gerät zur Anzeige des Zustandes eines (Druckluft)-Reifens anzuzeigen.

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Ein weiteres Ziel dieser Erfindung "besteht darin, ein solches Gerät zur Anzeige des Zustandes eines Reifens anzugeben, das einfach im Aufbau, der Konstruktion und Installation ist.

Ein weiteres Ziel dieser Erfindung besteht darin, ein völlig unabhängiges Gerät zur Anzeige eines Reifenzustandes anzugeben.

^- Schließlich besteht ein weiteres Ziel der vorliegenden Erfindung darin, eine Energieversorgungsvorrichtung anzugeben, die in irgendeinem System eingesetzt werden kann, das beim bestimmungsgemaßen Gebrauch Schwingungen ausführt.

Die erfindungsgemäße Lösung dieser Aufgabe und Ziele ist eine elektrische Energie-liefernde Vorrichtung entsprechend den vorstehenden Ansprüchen 1 und 2, sowie ein diese Vorrichtung verwendendes Gerät zur Anzeige eines abnormen Reifenzustandes gemäß vorstehendem Anspruch 4. Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.

Im Rahmen der vorliegenden Erfindung wird ein unabhängiges Gerät zur Anzeige einiger vorgegebener Zustände eines (Druckluft )-Reifens von der Art, wie sie in Kraftfahrzeugen verwendet werden, angegeben.

Zu diesem Gerät gehört eine. Energieversorgung, die ihrerseits ein Gehäuse aufweist, das an der Reifenfelge befestigt ist; in diesem Gehäuse ist ein Arm mit seinem einen Ende an dem

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Gehäuse "befestigt; am anderen Ende des Arms ist ein Gewicht angebracht; ferner ist an dem Arm ein Wandler in der Weise angebracht, daß die üblichen Achsschwingungen den Arm in Schwingung versetzen, wodurch wiederum der Wandler mechanisch beansprucht wird, so daß dieser elektrische Energie liefert. Diese Energieversorgung betreibt das restliche Gerät, so daß diese Einrichtung ein elektronisches Signal an eine Anzeigevorrichtung innerhalb des Kraftfahrzeugs aussenden kann.

Nach einem anderen Gesichtspunkt dieser Erfindung ist eine elektronische Schaltung vorgesehen, die aus der oben genannten Energieversorgung mit elektrischer Energie versorgt wird, um das vom Sensor erzeugte, dem abnormen Reifenzustand entsprechende Signal elektronisch zu verarbeiten.

Schließlich ist nach einem weiteren Gesichtspunkt der vorliegenden Erfindung eine Antenne vorgesehen, um ein elektronisches Signal an die Anzeigeeinrichtung zu übermitteln, welches elektronische Signal wiederum in bestimmter Weise aus den dem abnormen Eeifenzustand entsprechenden Signal erzeugt worden ist.

Die physikalische Realisierung der Erfindung kann in Form bestimmter Bestandteile und entsprechender Anordnungen dieser Bestandteile erfolgen; eine Ausführungsform dieser Realisierung wird nachstehend im einzelnen mit Bezugnahme auf die Zeichnungen erläutert; es zeigt:

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I'ig. 1 eine Draufsicht auf einen Ausschnitt einer Schnittdarstellung einer Kraftfahrzeugachsanordnung mit einem daran angebrachten erfindungsgemäßen Gerät j

Fig. 2 eine vergrößerte Draufsicht auf eine Schnittdarstellung durch das Gerät nach Pig. 1;

Fig. 3 eine Draufsicht auf einen Ausschnitt einer Schnittdarstellung einer Kraftfahrzeugachsanordnung, an welcher ein erfindungsgemäßes Gerät in einer anderen Weise angebracht ist;

Fig. 4 eine Draufsicht auf einen Ausschnitt einer Schnittdarstellung einer Kraftfahrzeugachsanordnung, an welche ein erfindungsgemäßes Gerät in einer noch anderen Weise angebracht ist;

Fig. 5 eine vergrößerte Draufsicht auf einen Ausschnitt einer Schnittdarstellung einer anderen Ausführungsform eines schwingenden Wandlersystems; und

Fig. 6 eine vergrößerte Draufsicht auf einen Ausschnitt einer Schnittdarstellung einer noch anderen Ausführungsform eines schwingenden Wandlersystems.

Bei der nachfolgenden Erläuterung der Erfindung anhand bevorzugter Ausführungsformen bezeichnen gleiche Bezugszeichen in den verschiedenen Figuren Jeweils gleiche Bauteile und

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-loTeile.

Wie in den Fig. 1 und 2 dargestellt, ist ein Gehäuse 2 an der Innenseite der Radfelge(mittels einer Befestigungseinrichtung angebracht; eine solche Befestigungseinrichtung kann beispielsweise eine aus Bolzen 6 und Mutter 8 bestehende Anordnung sein. Hierbei kann der Bolzen 6 einen einstückigen Bestandteil des Gehäuses 2.darstellen, so daß das Anziehen der Mutter 8 das Gehäuse 2 an der Felge 4 festlegt. Eine Gummieinlage 10 kann zwischen Gehäuse 2 und Felge 4 vorgesehen werden, um dort eine luftdichte Abdichtung zu gewährleisten. Ferner ist die Oberfläche 12 des Gehäuses 2 vorzugsweise so gekrümmt ausgebildet, daß sie sich an die Kontur der Felge 4 anpaßt; dies unterstützt eine luftdichte Abdichtung zwischen dem Gehäuse 2 und der Felge 4·. Für Fachleute ist ersichtlich, daß darüberhinaus andere Möglichkeiten der Anbringung des Gehäuses 2 an der Felge 4 bestehen, etwa Jene mit Fig. 4 dargestellte Möglichkeit, wo das Gehäuse 2 mittels eines Bandes 9 fest angebracht ist. Das Band 9 kann von einstellbarer Form und einer solchen Konstruktion sein, wie sie in der US-Patentanmeldung 822 478 (Thomas G. Susko vom I.März 1978) beschrieben ist. Bei der mit den Fig. 1 und 4 dargestellten Ausführungsform ist das Gehäuse 2 so an der Felge 4 befestigt, daß sich das Gehäuse 2 innerhalb des vom Druckluftreifen 14 umschlossenen Hohlraums befindet.

Innerhalb des Reifens 14 ist ein Sensor 16 vorgesehen, um einen abnormen Zustand zu erfassen. Der Sensor 16 ist an

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der Außenseite des Gehäuses 2 angebracht, so daß er einen Zustand innerhalb des Reifens 14 erfassen kann. Eine innerhalb des Gehäuses 2 befindliche elektronische Schaltung 18 ist über die Drähte 20 elektrisch mit dem Sensor 16 verbunden. Die elektronische Schaltung 18 verarbeitet das vom Sensor 16 gebildete Signal und überträgt dieses,den erfaßten Zustand anzeigende Signal mittels einer Antenne 22 zu einer (nicht dargestellten) Anzeigeeinrichtung. Die elektronische Schaltung ist vorzugsweise von der Ausführungsform, wie sie in der deutschen Offenlegungsschrift 30 16 337 (David Betts vom 28. April 1980) beschrieben ist; mit Bezugnahme auf diese Offenlegungaschrift soll deren Inhalt soweit erforderlich auch zum Bestandteil der vorliegenden Unterlagen gemacht werden, i'ür eine Ausführungsform sei angenommen, daß der Sensor 16 die von dem schwingenden Wandlersystem 24 erzeugte Spannung ableitet, wenn sich der Wert des zu erfassenden Zustandes innerhalb akzeptabler bzw. vorgegebener Grenzwerte befindet. Gerät der Wert dieses Zustandes dagegen außerhalb dieser vorgegebenen Grenzen, so wird die von dem Wandlersystem 24 erzeugte Spannung der elektronischen Schaltung 18 zugeführt. Die zugeführte Spannung wird zur Aufladung eines Kondensators benutzt. Wenn die Kondensatorladung einen bestimmten Wert erreicht hat, beginnt ein Zählwerk die Wandlerimpulse zu zählen. Wenn dieses Zählwerk einen vorgegebenen Zählstand erreicht hat, dann wird ein Signal an die Anzeigebzw. Wiedergabeeinrichtung übermittelt. Diese Kontrolleinrichtung stellt einen innerhalb des Kraftfahrzeuginnenraums befindlichen Empfänger dar und kann mit einem Warnlicht, einem Warntonerzeuger oder einer ähnlichen Anzeige ausgestattet sein.

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Die Antenne 22 hat vorzugsweise die Gestalt eines Drahtes, der in das Gehäuse selbst eingearbeitet sein kann, woraus eine größere Dauerhaftigkeit resultiert4 oder dieser Antennendraht kann (ohne entsprechende Darstellung) an der Verdrahtungsplatte der elektronischen Schaltung angebracht sein.

Wie im einzelnen mit Figur 2 dargestellt ist, wird die zum Betreiben der elektronischen Schaltung 18 erforderliche elektrische Energie von einem schwingenden Wandlersystem 24-erzeugt. Dieses schwingende Wandlersystem 24 weist einen Arm 26 auf, der an einem Armende mittels einer Klammer 28 am Gehäuse 2 befestigt ist; an dem freien Armende ist ein Gewicht 30 angebracht; ferner ist an dem Arm 26 ein Wandler 32 fest angebracht. Bei der üblichen Benutzung eines Kraftfahrzeugs erfährt der Reifen natürliche Schwingungen, welche auf Achsbewegungen und dgl., sowie auf die Straßenzustände zurückführbar sind. Die Achsbewegung stellt eine dauernde Schwingbewegung dar, die bei allen Kraftfahrzeugen auftritt. Da dan Achssystem so ausgelegt ist, mittels Federn und Stoßdämpfern die Schwingbewegungen der Fahrgastzelle zu verrin- · gern und zu vergleichmäßigen, führt die Achskonstruktion auch auf glatten Straßenbelägen gewisse Bewegungen durch. Es ist festgestellt worden, daß eine Schwingbewegung des Achssystems mit einer Frequenz von angenähert 10 Hz bei einem typischen Personenkraftwagen auftritt. Diese Schwingbewegungen versetzen den Arm 26 in Schwingung, was wiederum eine Abbiegung des Wandlers 32 hervorruft. Dieser Wandler 32 ist vorzugs-

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weise ein piezoelektrisches Element. Derartige Wandler sind in der Fachwelt gut bekannt und sollen hier nicht im einzelnen beschrieben werden. Allgemein sei festgestellt, daß ein piezoelektrischer Wandler mechanische Energie in elektrische Energie umwandelt. Das im Rahmen der vorliegenden Erfindung vorzugsweise piezoelektrische Element weist eine piezoelektrische Doppelschicht auf, deren Schichten entgegengesetzt polarisiert sind und elektrisch in Reihe verknüpft sind. Die von dem piezoelektrischen Element erzeugte Spannung ist dann die Summe der Ausgangsspannungen der Einzelschichten. Die auf diese Weise erzeugte Spannung wird zum Betreiben der elektronischen Schaltung 18 verwendet. Die von dem schwingenden Wandlersystem 24 erzeugte Energie wird über die Drähte 34 der elektronischen Schaltung 18 zugeführt.

Wie das für Fachleute ersichtlich ist, kann die elektronische Schaltung 18 das vom Sensor 16 gelieferte Zuetandssignal in vielfältiger Form verarbeiten. Zum Beispiel kann die elektronische Schaltung 18 das Signal lediglich dann übermitteln, wenn der Zustand im Reifeninneren einen vorgegebenen Wert übersteigt. Nach einer anderen beispielhaften Ausführungsform kann die Schaltung 18 ein ununterbrochenes Signal übermitteln, das einen Zustand im Reifeninneren anzeigt. Darüberhinaus kann die Art des übermittelten Signals unterschiedlich oder veränderlich sein. Zum Beispiel kann die elektronische Schaltung 18 ein codiertes Digital-Signal übermitteln oder diese elektronische Schaltung 18 kann ein frequenzmoduliertes oder

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amplitudenmoduliertes Grundsignal übermitteln. Verschiedene Verfahren zur Übermittlung solcher einen abnormen Reifenzustand anzeigende Signale sind in den deutschen Offenlegungsschriften 30 16 337 (David Betts vom 28. April 1980) und 30 16 338 (Betts et al vom 28. April 1980) beschrieben; mit Bezugnahme auf diese Offenlegungsschriften soll deren Inhalt, soweit zweckmäßig, auch zum Gegenstand der vorliegenden Unterlagen gemacht werden.

Mit Fig. 3 ist eine weitere Ausführungsform der vorliegenden Erfindung dargestellt, bei welcher das Gehäuse 2 außerhalb des Innenraumes des Reifens 14 angebracht ist. Jedoch ist auch bei dieser Ausführungsform der Sensor 16 so angeordnet, daß er einen Zustand im Reifeninneren erfassen kann.

Mit den Fig. 5 und 6 sind zwei alternative Möglichkeiten zur Befestigung des schwingenden Wandlersystems 24 verdeutlicht. Wie aus Fig. 5 ersichtlich, kann der Arm 26 an seinen beiden Enden mit einem starren Träger 28a festgelegt sein. Das piezoelektrische Element 32 ist an diesem Arm 26 zwiechen den Trägern 28a angebracht. Das Gewicht 30a ist an dem piezoelektrischen Element 32 etwa auf halber Fläche zwischen den Trägern 28a in der Weise angebracht, daß Achsschwingbewegungen eine Schwingung des Armes 26 verursachen, welche wiederum eine Abbiegung des piezoelektrischen Elementes 32 hervorrufen. Entsprechend der Darstellung nach Fig. 6 ist das piezoelektrische Element 32 wiederum am Arm 26 engebracht. Darüberhinaus ist das piezoelektrische Element

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32 an einem starren Träger 28b in der Weise angebracht, daß das piezoelektrische Element 32 und der Arm 26 über diesen Träger nach außen hervorstehen. Die Gewichte 3Οΐ> sind an den Enden des Armes 26 in der Weise angebracht, daß Achsschwingbewegungen eine Schwingung des Armes 26 verursachen, was wiederum eine Abbiegung des piezoelektrischen Elementes 32 hervorruft, Für Fachleute ist darüberhinaus ersichtlich, daß auch andere Möglichkeiten der Befestigung des schwingenden Wandlersystems zur Verfügung stehen. Die hier beschriebenen drei verschiedenen Möglichkeiten sind lediglich als beispielhafte Erläuterung zu verstehen und sollen den Umfang der Erfindung keinesfalls einschränken.

Die Verwendung des hier beschriebenen, schwingenden Wandlersystems zur Bereitstellung elektrischer Energie ist nicht auf einen bestimmten ßeifenzustand anzeigende Systeme beschränkt. Vielmehr kann diese elektrische Energie liefernde Vorrichtung überall dort vorgesehen werden, wo Schwingbewegungen auftreten. Ferner kann auch ein System vorgesehen werden, das mechanische Schwingungen in dem Arm erzeugt, was wiederum zur Erzeugung elektrischer Energie führt. Ein solches System könnte eine mechanische Feder oder einen Oszillator aufweisen, die bzw. der wiederum den Arm in Schwingung versetzt. Ein solches System würde eine tragbare Energiequelle darstellen, die in den Abmessungen klein und kompakt wäre, hohe Zuverlässigkeit gewährleistet und die Möglichkeit für verschiedene Innenanwendungen bietet.

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Im Betrieb überwacht das erfindungsgemäße System fortlaufend den Zustand der Kraftfahrzeug (Druckluft)-Reifen, während sich das Fahrzeug in Bewegung befindet. Nachdem das Kraftfahrzeug in'Bewegung gesetzt worden ist, treten an den Kf z-Achsen Schwingbewegungen auf, welche auf den Zustand des Straßenbelags und die natürlichen Ausgleichsbewegungen der Radaufhängung zurückzuführen sind. Diese Schwingbewegungen verursachen wiederum eine Schwingung des fest an der Reifenfelge befestigten Gehäuses, was wiederum eine Abbiegung bzw. Verformung der gewichtsbelasteten Wandleranordnung innerhalb des Gehäuses hervorruft. Das heißt, der gewichtsbelastete Arm 26 des schwingenden Wandlersystems 24 wird Schwingungen ausführen, welche eine Abbiegung des Wandlers 32 hervorrufen, wodurch die von den Achsschwingbewegungen ausgehende mechanische Energie in elektrische Energie umgewandelt wird. Diese elektrische Energie wird daraufhin zum Betreiben des restlichen Gerätes verwendet. Vorzugsweise wird di« von dem schwingenden Wandlersystem 24 erzeugte elektrische Energie solange abgeleitet, solange kein abnormer Reifenzustand vorliegt; mit anderen Worten, diese elektrische Energie wird erst dann verwertet, wenn ein abnormer Reifenzustand vorliegt. In einem solchen Zeitpunkt wird die erzeugte Energie der elektronischen Schaltung 18 zugeführt, so daß diese das vom Sensor 16 erfaßte Zustandssignal verarbeiten kann. Hierdurch wird ein Anzeigesignal an die innerhalb der " Fahrgastzelle befindliche Uberwachungs- oder Kontrolleinrichtung übermittelt, welche den erfaßten abnormen Zustand anzeigt.

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Wie dargelegt, ist die Erfindung anhand bevorzugter Ausführungsformen erläutert worden. Ersichtlich sind Modifizierungen und Abweichungen von den konkret und bestimmt beschriebenen Ausführungsformen möglich. Derartige Modifizierungen umfassen beispielsweise die Erfassung des Reifendruckes, der Reifentemperatur und dpi.. Ersichtlich werden derartige und weitere Modifizierungen und Abweichungen vom Kern der Erfindung umfaßt, wie er mit dem Gegenstand der Patentansprüche und deren Äquivalente umrissen ist; derartige Abweichungen und Modifizierungen sollen daher ebenfalls von der vorliegenden Erfindung umfaßt sein.

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Claims

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TISCHER ■ KERN & BREHM

Albert^glosshaupter-Strasse 65 D 8000 München 70 Telefon (089) 7605520 Telex 05-2Tj?284 patsd Telegramme Kernpatent München

GOULD INC., 24. November 1980

10 Gould Center, GD-40

Rolling Meadows, Illinois 60008,

U. S. A.

Elektrische Energie liefernde Vorrichtung und diese enthaltendes Gerät zur Erfassung abnormer Reifenzustände

Patentansprüche:

1.J Elektrische Energie liefernde Vorrichtung, —'

gekennzeichnet durch
einen Arm (26);

eine mit dem Arm (26) fest verbundene, mechanische Schwingungen ausführende Einrichtung (mechanischer Schwinger), welche Schwingungen des Armes (26) verursacht; ein an dem Arm (26) in der Weise fest angebrachtes Gewicht (30), daß sich der Arm (26) durchbiegt, wenn der mechanische

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Schwinger den Arm (26) in Schwingungen versetzt; und einen an dem Arm (26) fest angebrachten, auf dessen Durchbiegung ansprechenden piezoelektrischen Wandler (52), der elektrische Energie erzeugt, wenn der mechanische Schwinger den Arm (26) in Schwingungen versetzt und das Gewicht (50) eine Durchbiegung des Armes (26) verursacht.

2. Elektrische Energie liefernde Vorrichtung zur Anwendung in einem abnorme Eeifenzustände erfassenden Gerät, das elektrische Energie benötigt, um ein elektronisches Signal an eine Anzeigevorrichtung zu senden, wobei sich die Achsschwingungen auf die ßeifenfelge auswirken, welche Vorrichtung gekennzeichnet ist durch ein en der Reifenfelge (4) fest angebrachtes Gehäuse (2); ein an dem Gehäuse in der Weise fest angebrachter Arm (26), daß dieser Arm in Schwingungen versetzt wird, wenn die Reifenfelge (4) Schwingungen ausführt;

ein en dem Arm (26) in der Weise fest angebrachtes Gewicht (30), daß sich der Arm (26) durchbiegt, wenn der Arm (26) Schwingungen ausführt; und

ein an dem Arm (26) fest angebrachter, auf die Armdurchbiegungen ansprechender piezoelektrischer Wandler (52), der elektrische Energie erzeugt, wenn die Reifenfelge (4) Schwingungen ausführt, der Arm (26) dadurch in Schwingungen versetzt wird und das Gewicht (50) Durchbiegungen des Armes (26) hervorruft.

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3. Elektrische Energie liefernde Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2,

dadurch gekennzeichnet, daß

der Wandler (22) eine piezoelektrische Doppelschicht ist, deren Schichten entgegengesetzt polarisiert und elektrisch in Reihe verdrahtet sind.

/-- 4·. Gerät zur Erfassung abnormer Zustände eines (Druckluft) Reifens, vorzugsweise von der in einem Kraftfahrzeug verwendeten Ausführungsform,

welcher Reifen auf einer Reifenfelge befestigt ist, auf die sich wiederum die üblichen Achsschwingungen auswirken, welches Gerät gekennzeichnet ist durch ein Gehäuse (2);

eine Befestigungseinrichtung, um das Gehäuse (2) fest an der Reifenfelge (4) anzubringen;

ein an dem Gehäuse (2) fest angebrachter Sensor (16), der kontinuierlich einen Zustand innerhalb des Reifens überwacht und ein für diesen Zustand bezeichnendes Signal erzeugt; eine innerhalb dieses Gehäuses (2) angeordnete und mit dem Sensor (16) wirksam verbundene elektronische Einrichtung (18) zur elektronischen Verarbeitung des vom Sensor (16) erzeugten Signals und zur Erzeugung eines zu übertragenden Signals;

eine innerhalb des Gehäuses (2) angeordnete und mit der elektronischen Einrichtung (18) wirksam verbundene Antenne (22)

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zum Senden des den Reifenzustand bezeichnenden Ubertragungssignals;

eine innerhalb des Gehäuses (2) angeordnete und mit der elektronischen Einrichtung (18) wirksam verbundene Vorrichtung zur Lieferung elektrischer Energie, welche Vorrichtung ihrerseits aufweist:

einen an dem Gehäuse (2) in der Weise fest angebrachten Arm (26), daß der Arm (26) in Schwingungen versetzt wird, wenn die Achse Schwingungen ausführt; ein an dem Arm (26) in der Weise fest angebrachtes Gewicht (30), daß sich der Arm (26) durchbiegt, wenn die Achse Schwingungen ausführt; und

einen an dem Arm (26) fest angebrachten, auf dessen Durchbiegung ansprechenden piezoelektrischen Wandler (32), der elektrische Energie erzeugt, wenn sich der Arm (26) durchbiegt, und damit die elektrische Energie für die elektronische Einrichtung (18) liefert; und eine das Ubermittlungssignal empfangende Empfangseinrichtung, welche den Reifenzustand anzeigt,

5. Gerät nach Anspruch 4,
dadurch gekennzeichnet, daß

der piezoelektrische Wandler (32) eine piezoelektrische Doppelschicht ist, deren Schichten in Reihe verdrahtet sind.

6. Gerät nach Anspruch 4 oder 5»
dadurch gekennzeichnet, daß

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das Gehäuse (2) innerhalb des Reifens angeordnet ist.

7. Gerät nach einem der Ansprüche 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Sensor (16) den Reifendruck erfaßt.

8. Gerät nach einem der Ansprüche 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Sensor (16) die Temperatur erfaßt.

9. Gerät nach einem der Ansprüche 4 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Antenne (22) in das Gehäuse (2) eingearbeitet ist.

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