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Die Erfindung betrifft ein System zum Feststellen einer Ab-
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normalität im Innendruck eines Reifens, das automatisch einen unnormalen
Abfall detektiert, der aus irgendeinem Grund im Innenluftdruck eines Reifens oder
Motorfahrzeuges bzw. Kraftfahrzeuges stattfindet, und es wird im Ansprechen auf
ein Detektionssignal ein Alarm abgegeben, um den Fahrer des Kraftfahrzeuges über
die Anomalität des Luftdrucks des Reifens zu info-mieren.
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Um Unfälle zu vermeiden, ist es wichtig, einen anomalen Abfall im
Luftdruck von Reifen eines Kraftfahrzeuges festzustellen, und zwar während es fährt
oder steht oder spätestens unmittelbar vor einem Start, und den Fahrer über den
anomalen Druckabfall zu informieren.
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Da ein Rad eines Kraftfahrzeuges oder dergleichen ein rotierender
Körper ist, ist eine Energiezufuhr zu einem Detektor für anomalen Druck, der normalerweise
im Inneren eines Reifens des Rades angeordnet ist, schwierig. Obwohl eine Energieversorgung
mittels einer Batterie oder dergleichen bewirkt werden kann, ist es nicht einfach,
die Batterie zu ersetzen. Zudem ist es auch schwierig, Information von einer solchen
Detektoreinrichtung für anomalen Druck über eine Leiterverbindung zu erhalten. Zusätzlich
besteht ein weiteres Problem darin, daß durch den Motor des Kraftfahrzeuges erzeugtes
Rauschen oder durch diesen Motor erzeugte Störungen und von außerhalb kommende Radiosendewellen,
die stark empfangen werden, dahingehend wirken, daß die Wahrnehmung eines Anomalität.-Detektionssignals
schwierig ist.
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Es ist daher eine Aufgabe der Erfindung, ein neues System zum Detektieren
eines anomalen Innendruckes eines Reifens verfügbar zu machen, das eine Detektoreinrichtung
für anomalen Druck aufweist, die ohne jegliche Energieversorgung arbeitet, wobei
von der einen anomalen Druck detektierenden Einrichtung empfangene Information über
die Feststellung eines anomalen Druckes ohne jegliche Leiterverbindung empfangen
wird und ohne daß man eine Störung durch externes Rauschen oder externe Störungen
befürchten muß.
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Um die Detektoreinrichtung für anomalen. Druck ohne Spannungsversorgung
bzw. Energieversorgung betreiben zu können und um die Information über die Feststellung
eines anomalen Druckes von dieser Detektoreinrichtung erhalten zu können, ohne auf
eine Leiterverbindung mit dieser zurückgreifen zu müssen, wird bei der vorliegenden
Erfindung folgende Eigenschaft eines Kristallresonators ausgenutzt: Wenn ein Kristallresonator
von außen durch ein Signal angeregt wird, dessen Frequenz gleich seiner natürlichen
Frequenz bzw. Eigenfrequenz ist, beginnt der Kristallresonator zu schwingen und
gelangt zu einer Ansammlungbw. Speicherung einer Schwingungsenergie hin. Nach Beendigung
der Anregung von außen wird die angesammelte bzw. gespeicherte Schwingungsenergie
nach außen in Form eines Signals entladen bzw. abgegeben, das eine abklingende Schwingung''bei
der Eigenfrequenz des Kristallresonators aufweist.
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Erfindungsgemäß umfaßt das System eine erste Vorrichtung, die an einem
Rad (oder einem sich drehenden Teil) eines Kraftfahrzeuges angeordnet ist und eine
einen Kristallresonator verwendende Detektoreinrichtung für anomalen Druck und eine
Antenne zum Aussenden der detektierten Information in die Luft aufweist; und eine
zweite Vorrichtung, die beispielsweise in der Nachbarschaft eines Fahrer sitzes
(oder an einem sich nicht drehenden Teil) angeordnet ist und eine Sender/Empfänger-Anordnung
aufweist, die mit einer Antenne versehen ist. Der
Kristallresonator
wird durch eine vom Sendeteil des Sender/ Empfängers ausgesendete Anregungsenergie
getrieben. Dann wird unmittelbar nach Beendigung des Aus sendens der Anregungsenergie
ein Signal vom Kristallresonator entladen bzw.
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abgegeben, und zwar aufgrund einer im Resonator angesammelten Schwingungsenergie,
und wird vom Empfängerabschnitt der Sender/ Empfänger-Anordnung empfangen, um eine
anomalität im Innendruck des Reifens anzuzeigen, wenn eine solche vorhanden ist.
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Der Kristallresonator kann auf zwei verschiedene Methoden verwendet
werden: Bei einer Methode wird der Kristallresonator in Verbindung mit einem einen
. anomalen Druck feststellenden Schalter (oder einem auf Druck ansprechenden Element)
verwendet und wird er lediglich als Vorrichtung zum Senden einer Information über
einen anomalen Abfall des Innenluftdrucks des Reifens benutzt. Bei der anderen Methode
wird die Eigenschaft des Kristallresonators ausgenutzt, daß sich seine Eigenfrequenz
ändert, wenn eine (mechanische) Spannung auf ihn einwirkt, und der Kristallresonator
wird sowohl zum Feststellen eines anomalen Druckes als auch als Informationssendeeinrichtung
verwendet.
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Ferner wird erfindungsgemäß eine Störung durch äußeres Rauschen dadurch
verhindert, daß die oben erwähnte Antenne an einer Stelle angeordnet wird, an welcher
die Felge des Rades eine Abschirmwirkung mit sich bringt.
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Im folgenden werden die Erfindung und deren vorteilhafte Weiterbildungen
anhand von Ausführungsformen näher erläutert.
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In den Zeichnungen zeigen: Fig. 1 ein Blockdiagramm einer Ausführungsform,
teilweise in Form eines Schaltungsdiagramms; Fig. 2 eine Signalforndarstellung zur
Erläuterung der Betriebsweise der in Fig. 1 gezeigten Ausführungsform;
Fig.
3 und 5 Schaltungsdiagramme anderer Ausführungsformen bezüglich einer im erfindungsgemäßen
System enthaltenen ersten Vorrichtung; Fig. 4 eine Erläuterung einer weiteren Ausführungsform
bezüglich einer im erfindungsgemäßen System enthaltenen zweiten Vorrichtung; Fig.
6 ein Blockdiagramm einer weiteren Ausführungsform, teilweise in Form eines Schaltungsdiagramms,
zum Feststellen eines anomalen Innendrucks individuell für mehrere Räder; Fig. 7(A)
und 7 (B) Zeitpläne zur Erläuterung der Arbeitsweise der in Fig. 6 gezeigten Ausführungsform;
Fig. 8(A) und 9(A) Darstellungen, teilweise in Schnittansicht, zur Darstellung der
strukturellen Anordnung für das Montieren der Ausführungsformen des erfindungsgemäßen
Systems an einem Einzelreifenrad bzw. einem Doppelreifenrad; und Fig. 8(B) und 9(B)
schematische Erläuterungen zum Darstellen der Anordnung der Antennen der Ausführungsformen
des Systems, und zwar bei einem Einzelreifenrad bzw. einem Zwillingsreifenrad.
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Bei der erfindungsgemäßen Ausführungsform, die durch das Blockdiagramm
der Fig. 1 und durch das Signalformdiagramm der Fig. 2 dargestellt ist, wird ein
Kristallresonator in Kombination mit einem druckempfindlichen Element verwendet.
In Fig. 1 sind vorgesehen: eine erste Vorrichtung EQ1; eine zweite Vorrichtung EQ2;
ein Sender 1; ein Empfänger 2; ein Lautsprecher
3 (oder eine Alarmvorrichtung);
eine Antenne 4; eine SendeEmfangs-mschaltschaltung 5; eine weitere Antenne 6; das
druckempfindliche Element 7; der Kristallresonator 8; und das Innere 9 eines Reifens.
In Fig. 2, die die Arbeitsweise der ersten Ausführungsform zeigt, sind die Wellenform
eines Signals vom Sender 1, die Wellenform des Kristallresonators 8, die einer empfangenen
Welle am Empfänger 2 und die des Alarmtons durch deren Umhüllende gezeigt.
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Der Sender 1 ist durch ein Anweisungssignal von der Sende/ Empfangs-Umschaltschaltung
5 in Gang setzbar und sendet ein Signal mit einem Frequenzwert aus, der der natürlichen
Frequenz bzw. Eigenfrequenz des Kristallresonators 8 gleich ist. Der Empfänger 2
ist durch ein Anweisungssignal von der Sende/Empfangs-Umschaltschaltung 5 in Gang
setzbar, um ein Signal vom Kristallresonator 8 zu empfangen, und führt die Funktion
eines Erkennens einer Anomalität im Innendruck des Reifens 9 auf der Grundlage,
ob das Signal empfangen worden ist oder nicht, durch. Der Lautsprecher wirkt als
eine Alarmvorrichtung und kann einen Warnton erzeugen, wenn der Empfänger eine Anomalität
im Innendruck des Reifens 9 erkennt. Die Antenne 4 ist in einer schleifenartigen
Form angeordnet und empfängt das vom Sender 1 ausgesendete Signal und sendet das
Signal durch elektromagnetische Induktion zu einer anderen Antenne 6. Die Antenne
4 empfängt auch ein Signal, das vom Kristallresonator 8 über die Antenne 6 mittels
elektromagnetischer Induktion erzeugt worden ist.
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Die Sende/Empfangs-Umschaltschaltung 5 gibt Betriebsanweisungssignale
abwechselnd auf den Sender 1 und auf den Empfänger 2 und aktiviert somit abwechselnd
den Sender 1 und den Empfänger 2. Die Antenne 6 empfängt das Signal, das vom Sender
1 erzeugt und über die Antenne 4 mittels elektromagnetischer Induktion ausgesendet
worden ist, und sie weist eine schleifenförmige Form auf. Die Antenne 6 sendet auch
das Signal vom Kristallresonator 8 mittels elektromagnetischer Induktion zur Antenne
4.
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Das auf Druck ansprechende Element 7 ist durch einen Schalter
gebildet
und kann einen anomalen Innendruck des Reifens 9 feststellen. Dabei ist der Schalter
so angeordnet, daß er offen ist, wenn der Druck niedriger wird als ein vorbestimmter
Bezugswert. Der Kristallresonator 8 weist eine gegebene Eigenfrequenz auf und ist
so angeordnet, daß er durch ein Signal (oder eine Anregungsenergie) vom Sender 1
angeregt wird und ein Signal erzeugt, mit dem die Information zum Empfänger 2 übertragen
wird, ob die Schaltung des auf Druck ansprechenden Elementes 7 offen ist oder nicht.
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Die erste Vorrichtung EQ1 umfaßt die oben erwähnte Antenne .6, das
auf Druck ansprechende Element 7 und den Kristallresonator 8 und ist an einem Rad
angeordnet, das ein sich drehendes Teil eines Kraftfahrzeuges ist. Die zweite Vorrichtung
EQ2 umfaßt den oben erwähnten Sender 1, den Empfänger 2, den Lautsprecher 3, die
Antenne 4 und die Sende/Empfangs-Umschaltschaltung 5 und ist an einem nicht rotierenden
Teil des Kraftfahrzeuges angeordnet, wie an einem Teil in der Nachbarschaft des
Fahrersitzes des Fahrzeuges, mit folgender Ausnahme: Die Antenne 4 der zweiten Vorrichtung
EQ2 ist an einem anderen nicht rotierenden Teil in der Nachbarschaft des Rades angeordnet
und zwar so, daß es der Antenne 6 der ersten Vorrichtung EQ1 gegenüberzuliegen kommt.
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Wie Fig. 2 zeigt, gibt die Sende/Empfangs-Umschaltschaltung 5 der
zweiten Vorrichtung EQ2 alternativ ein Betriebsanweisungssignal S1 an den Sender
1 und ein anderes Betriebsanweisungssignal S2 an den Empfänger 2.
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Bei dieser in Fig. 2 gezeigten besonderen Ausführungsform werden die
genannten Betriebsanweisungssignale S1 und S2 abwechselnd in einer kontinuierlich
wiederholten Weise abgegeben. In diesem Fall führt das System eine konstante Überwachung
des Innendruckes des Reifens durch, selbst wenn das Fahrzeug fährt. In Fällen, in
denen der Innendruck des Reifens nur beispielsweise zur Zeit des Startens des Fahrzeuges
überprüft wird, reicht es aus, wenn diese Betriebsanweisungssignale
S1
und S2 je nur einmal.abgegeben werden.
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Wenn ferner mehrere erste Vorrichtungen EQ1 je an einem von mehreren
Rädern anzuordnen sind, ist die zweite Vorrichtung EQ2 so vorgesehen, daß alle schleifenförmigen
Antennen der ersten Vorrichtungen EQ1 in Reihe mit der Antenne 4 verbunden sind.
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Wenn das Betriebsanweisungssignal S1 an den Sender 1 gegeben wird,
sendet der Sender 1 fortwährend ein Signal (oder eine Anregungsenergie) einer Frequenz
gleich der Eigenfrequenz (die f0 sei) des Kristallresonators der ersten Vorrichtung
EQ1 über die Antenne 4, während das genannte Betriebsanweisungssignal S1 abgegeben
wird.
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Wenn der Innendruck des Reifens 9 normal ist, ist das auf Druck ansprechende
Element 7 geschlossen und verbindet die Antenne 6 mit dem Kristallresonator 8, und
somit bildet die erste Vorrichtung EQ1 einen geschlossenen Schaltungskreis. Wenn
das Signal der erwähnten Frequenz fO von der zweiten Vorrichtung EQ2 ausgesendet
wird, weist die erste Vorrichtung EQ1 eine induzierte elektromotorische Kraft auf,
die an ihrer Antenne 6 durch elektromagnetische Induktion erzeugt wird.
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Diese induzierte elektromotorische Kraft bewirkt dann einen Anregungsstromfluß
zum Kristallresonator 8. Der Kristallresonator 8 beginnt dann bei seiner Eigenfrequenz
fO zu schwingen und speichert seine Schwingungsenergie. Wenn daraufhin die Abgabe
des Betriebsanweisungs signals S1 aufhört, wird unmittelbar das Betriebsanweisungssignal
S2 abgegeben. Der Betrieb des Senders 1 hört dann auf, und der Empfänger 2 kommt
in Betrieb. Beim Anhalten des Betriebes des Senders 1, d.h., wenn die Anregungsenergie
vom Sender 1 abgeschaltet wird, bewirkt die im Kristallresonator 8 gespeicherte
Schwingungsenergie, daß der Kristallresonator 8 für eine Weile in einer gedämpften
oder abklingenden Weise eine Schwingung ausführt, wie es in Fig. 2 gezeigt ist.
Diese abklingende Schwingung des Kristallresonators 8 bewirkt, daß die erste Vorrichtung
EQ1
ein Signal mit der Eigenfrequenz f0 des Kristallresonators
8 auf die Antenne 6 gibt. Dann wird das gleiche Signal elektromagnetisch in der
Antenne 4 der zweiten Vorrichtung EQ2 induziert. Das erwähnte Senden und Empfangen
der Signale wird nachfolgend als "Energieaustausch" bezeichnet. Mit anderen Worten,
die im Kristallresonator 8 gespeicherte Schwingungsenergie wird zum Empfänger 2
der zweiten Vorrichtung EQ2 übertragen, wenn die Zufuhr der Anregungsenergie beendet
wird.
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Da der Empfänger 2 zu diesem Zeitpunkt im Ansprechen auf das Betriebsanweisungssignal
S2 in Betrieb ist, stellt er die Schwinaungsenergie fest, die vom Kristallresonator
8 für eine Weile in der in Fig. 2 gezeigten abklingenden Weise abgegeben wird.
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Die Feststellung dieser Schwingungsenergie durch den Empfänger 2 führt
dann dazu, daß der Lautsprecher 3 keinen Alarmton erzeugt.
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Wenn der Druck im Inneren des Reifens 9 anomal abnimmt, wird das auf
Druck ansprechende Element 7 der ersten Vorrichtung EQ1 wirksam und öffnet seinen
Schaltungskreis, um die Antenne und den Kristallresonator 8 in deren Offenzustände
zu bringen. Dann fließt anders als bei der erwähnten Bedingung mit einem Normaldruck
innerhalb des Reifens kein Anregungsstrom zum Kristallresonator 8, wie es in Fig.
2 gezeigt ist, und im Kristallresonator 8 wird keine Schwingungsenergie gespeichert.
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Wenn das Aussenden der Anregungsenergie vom Sender 1 in der zweiten
Vorrichtung EQ2 beendet wird, tritt an der Antenne 6 der ersten Vorrichtung EQ1
nicht das Signal der abklingenden Schwingungswellenform mit der Eigenfrequenz des
Kristallresonators 8 auf. Selbst wenn der Empfänger 2 durch das Betriebsanweisungssignal
S2 in Betrieb genommen worden ist, kann der Empfänger 2 irgendeine Schwingungsenergie
vom Kristallresonator 8 weder empfangen noch detektieren.
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Wenn vom Empfänger 2, der in der zweiten Vorrichtung EQ2 in den Betriebszustand
versetzt worden ist, keine Schwingungsenergie
vom Kristallresonator
8 der ersten Vorrichtung EQ1 detektiert wird, cribt der Lautsprecher 3 einen Alarmton
ab, um beispielsweise einen Fahrer des Kraftfahrzeuges vom anomalen Abfall des Druckes
innerhalb des Reifens 9 zu informieren.
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Bezugnehmend auf Fig. 2 sind die Zeitperiode T1, für welche das Betriebsanweisungssignal
S1 von der Sende/Empfangs-Umschaltschaltung 5 für den Betrieb des Senders 1 abgegeben
wird, und die Zeitperiode T2, für welche das Betriebsanweisungssignal S2 von der
Schaltung 5 für den Betrieb des Empfängers 2 abgegeben wird, beispielsweise auf
100 ms eingestellt. Mit dieser Einstellung wird der Kristallresonator 8 für eine
Zeitdauer von 100 ms getrieben oder angeregt. Nach Beendigung der Anregung fährt
der Kristallresonator 8 für etwa 10 ms zu schwingen fort. Das heißt, die Zeitdauer
t der abklingenden Schwingungswelle (der am Empfänger 2 empfangenen Welle) ist etwa
10 ms. Nach dem Anhalten des Betriebes des Senders 1 dadurch, daß die Abgabe des
Betriebsanweisungssignals S1 beendet wird, ist eine Zeitdauer von etwa 2 ms erforderlich,
bevor der Empfänger 2 vollständig betriebsbereit ist. Demgemäß beträgt die Zeitdauer,
für welche der Empfänger 2 die abklingende Schwingung vom Kristallresonator 8 empfängt,
etwa 8 ms. Durch Experimente ist festgestellt worden, daß diese Empfangszeitdauer
von etwa 8 ms ausreicht, um eine Anomalität im Innendruck des Reifens zu detektieren.
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In der zweiten Vorrichtung EQ2 ist die Antenne 4 in Doppelverbindung
mit dem Ausgangsanschluß des Senders 1 und dem Eingangsanschluß des Empfängers 2
verbunden. Diese einfache Doppelverbindungsanordnung ist möglich, indem man die
Ausgangsimpedanz des Senders und die Eingangsimpedanz des Empfängers 2 in Betracht
zieht. Es ist aber auch möglich, die Antenne 4 mittels Signale von der Sende/Empfangs-Umschaltschaltung
5 durch einen Umschaltvorgang abwechselnd mit dem Sender 1 und mit dem Empfänger
2 zu verbinden.
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Bei einer anderen Ausführungsform, die hinsichtlich der ersten Vorrichtung
EQ1 eine zweite Ausführungsform darstellt, ist die erste Vorrichtung mit einem Kristallresonator
und einem auf Druck ansprechenden Element in der in Fig. 3 dargestellten Kombination
angeordnet. In Fig. 3 werden die gleichen Bezugsziffern wie in der vorausgehend
beschriebenen ersten Ausfuhrungsform verwendet.
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Während im Fall der ersten Ausführungsform der Kristallresonator 8
und das auf Druck ansprechende Element 7 bezüglich der Antenne 6 in Reihe geschaltet
sind, sind der Kristallresonator 8 und das auf Druck ansprechende Element 7 bei
der zweiten Ausführungsform parallelgeschaltet. In diesem Fall befindet sich das
auf Druck ansprechende Element 7 in einem Offenzustand, wenn der Druck innerhalb
des Reifens 9 normal ist, und es wird zwischen dem Kristallresonator 8 und der Antenne
6 ein geschlossener Schaltungskreis gebildet. Wenn der Druck im Reifen 9 anomal
ist, wird das auf Druck an-.
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sprechende Element 7 in einen geschlossenen Zustand gebracht, in dem
es die beiden Enden des Kristallresonators 8 kurzschließt, und es wird kein geschlossener
Schaltungskreis zwischen dem Kristallresonator 8 und der Antenne 6 gebildet.
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Ist die erste Vorrichtung EQ1 in dieser Weise angeordnet, wird dann,
wenn sich das auf Druck ansprechende Element -7 im Offenzustand befindet, ein Energieaustausch
zwischen der ersten Vorrichtung EQ1 und der gemäß Fig. 1 angeordneten zweiten Vorrichtung
EQ2 ausgeführt,umwahrnehmen zu können, daß der Druck im Reifen 9 normal ist. Diese
Energieübertragung bzw. dieser Eneraieaustausch findet nicht statt, ween sich das
auf Druck ansprechende Element 7 im geschlossenen Zustand befindet, und dadurch
wird eine Anomalität im Druck innerhalb des Reifens 9 festgestellt.
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Der Energieaustausch zwischen der zweiten Vorrichtung EQ2 und der
ersten Vorrichtung EQ1, die der zweiten Ausführungsform entsprechend angeordnet
ist, wird in der gleichen Weise ausgeführt wie bei der ersten Ausführungsform und
ist leicht
verständlich.
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Bei dieser besonderen Ausführungsform wird die Schwingungsenergie
mit der Eigenfrequenz des Kristallresonators 8 der ersten Vorrichtung EQ1 ausgesendet,
wenn der Druck innerhalb des Reifens 9 normal ist. Anstelle dieser Anordnung kann
die Schwingungsenergie auch ausgesendet werden, wenn der Druck innerhalb des Reifens
9 anomal ist. Hierfür kann im Fall der ersten Vorrichtung EQ1 gemäß Fig. 1 das auf
Druck ansprechende Element 7 durch einen druckempfindlichen Schalter ersetzt werden,
der normalerweise offen ist (wenn der Druck normal ist) und geschlossen ist, wenn
der Druck anomal ist. Bei der in Fig. 3 gezeigten ersten Vorrichtung EQ1 kann das
auf Druck ansprechende Element 7 durch einen druckempfindlichen Schalter ersetzt
werden, der normalerweise geschlossen ist und offen ist, wenn der Druck anomal ist.
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Betrachtet man jedoch die Möglichkeit, daß das einen anomalen Druck
feststellende System gestört oder außer Betrieb ist, sind die in den Fig. 1 und
3 gezeigten Anordnungen im Hinblick auf die technologische Ideologie der "Ausfallsicherheit"
vorzuziehen, und insbesondere dann, wenn es erwünscht ist, den Innendruck des Reifens
durch Wiederholen des Umschaltvorgangs der Sende/Empfangs-Umschaltschaltung 5 konstant
zu überwachen, selbst während das Kraftfahrzeug fährt.
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Im allgemeinen ändert sich die Eigenfrequenz fO eines Kristallresonators
mit der Umgebungstemperatur. Zudem bewirkt auch eine Ungleichheit zwischen den Produkten
eine Schwankung der Eigenfrequenz f Die Toleranz der Frequenzabweichung Af der Eigenfrequenz
des Kristallresonators aufgrund von Änderungen der Umgebungstemperatur und/oder
einer Ungleichheit der Erzeugnisse beträgt beispielsweise bei 4 MHz etwa + 80 Hz.
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Wenn die Sendefrequenz der von der zweiten Vorrichtung EQ2 auszusendenden
Anregungsenergie auf fO festgelegt ist, nimmt dann, wenn eine im Bereich von t Af
liegende Abweichung der
Eigenfrequenz des Kristallresonators 8
auftritt, der Betrag der Schwingungsenergie, die im Kristallresonator 8 durch die
Anregungsenergie mit der genannten Frequenz f0 gespeichert werden soll, ab. Dies
würde den Detektionspegel der Schwingungsenergie, die vom Kristallresonator 8 kommt
und vom Empfänger 2 empfangen werden soll, verringern, und dies könnte zu einer
fehlerhaften Wirkung führen.
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Daher wird die genannte Variation der Eigenfrequenz des Kristallresonators
8 bei einer weiteren, in Fig. 4 gezeigten Ausführungsform in Betracht gezogen, bei
der die zweite Vorrichtung EQ2 bezüglich dieser als eine zweite Ausführungsform
angeordnet ist. Fig. 4 zeigt die Form und die Frequenz des vom Sender 1 zur zweiten
Vorrichtung EQ2 auszusendenden Signals (oder-der Anregungsenergie).
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Im Fall der zweiten Ausführungsform bezüglich der zweiten Vorrichtung
EQ2 wird die Frequenz des vom Sender 1 ausgesendeten Signals innerhalb des Bereichs
der Abweichung der Eigenfrequenz des Kristallresonators 8 der ersten Vorrichtung
EQ1 gewobbelt, bevor sie stufenweise ausgesendet wird.
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Wenn die Eigenfrequenz des Kristallresonators 8 beispielsweise 4 MHz
beträgt und deren Abweichung, wie zuvor erwähnt, + 80 Hz ist, ist die Frequenz des
Sendesignals vom Sender 1 in siebzehn Schritten von fO -80 x 10 6 MHz bis f0 +80
x 10'6 MHz, wobei alle 10 Hz eine Stufen vorgesehen ist. Die so eingestellten Signale
werden eines nach dem anderen ausgesendet. Der Empfänger 2 ist so angeordnet, daß
er die Abgabe oder Nicht-Abgabe der gespeicherten Schwingungsenergie von der ersten
Vorrichtung EQ1 jedesmal, wenn ein Signal ausgesendet worden ist, feststellt. Der
Druck innerhalb des Reifens 9 wird als normal beurteilt, wenn in dem Fall, daß der
Kristallresonator 8 der ersten Vorrichtung EQ1 angeregt wird, wenn der Druck normal
ist, die Schwingungsenergie wenigstens einmal festgestellt bzw. detektiert wird.
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Zur Verwirklichung der zweiten Ausführungsform bezüglich der zweiten
Vorrichtung EQ2 wird der in Fig. 1 gezeigte Sender 2 beispielsweise folgendermaßen
modifiziert: Die frequenzbestimmenden Faktoren für die Sendesignale des Senders
1 sind so angeordnet, daß sie siebzehn verschiedenen Frequenzwerten entsprechen,
wobei acht Werte vor f0 und weitere acht Werte nach f-O auftreten, mit fO in der
Mitte.
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Innerhalb des Senders 1 ist beispielsweise ein Zähler vorgesehen,
der jedesmal, wenn das Betriebsanweisungssignal S1 von der Sende/Empfangs-Umschaltschaltung
5 empfangen wird, um einen Schritt weitergestellt wird, um das Umschalten von einem
zu einem anderen der genannten frequenzbestimmenden Faktoren zu bewirken.
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In dieseitt w.all mag eserforderlich erscheinen, die Eropfanasfrequenz
des E:rnDfänaers 2 -synchron mit der im Sender 1 bewirkten Freatienzänderung des
Sendesignals umzuschalten. Bei dieser Ausführungsform ändert sich diS Frequenz des
Sendesignals vom Sender 1 jedoch lediglich innerhalb eines kleinen Bereichs und
kann in ausreichender Weise innerhalb des mit dem Empfänger 2 empfangbaren Frequenzbereichs
liegen. Daher reicht es auch, die Empfangsfrequenz des Empfängers 2 auf f0 einzustellen,
die in der Mitte des Frequenzbereichs des Sendesignals des Senders 1 liegt, und
es besteht keine besondere Notwendigkeit für eine Umschaltsteuerung der Empfangsfrequenz.
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Die Sendezeit T1 des Sendesignals vom Sender 1 und die Empfangszeit
T2 für den Signalempfang im Empfänger 2 sind bei dieser Ausführungsform beispielsweise
auf 125 ms für jeden Schritt eingestellt. Da bei dieser Ausführungsform siebzehn
Schritte vorhanden sind, beträgt die Zeitdauer, die für einen Zyklus der Drucküberwachung
benötigt wird, 4,25 s.
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Bei jedem der vorausgehend beschriebenen Ausführungsformen wird als
das auf Druck ansprechende Element 7 der ersten Vorrichtung EQ1 ein Schalter verwendet,
der wirksam wird,
wenn ein anormaler Druckabfall auftritt. Es ist
jedoch möglich, auch einen anormalen Druckanstidg innerhalb des Reifens 9 festzustellen,
wenn man als das auf Druck ansprechende Element 7 einen Schalter verwendet, der
wirksam wird, wenn der Druck anomal ansteigt. Es passiert oftmals tatsächlich, daß
ein anomale Anstieg des Innendrucks eines Reifens aus einem Anstieg der Reifentemperatur
resultiert, während ein Kraftfahrzeug mit hoher Geschwindigkeit fährt, so daß ein
gefährlicher Zustand auftritt. Die Verwendung des auf Druck ansprechenden Elementes
7 in der erwähnten Weise ist in einem solchen Fall vorteilhaft.
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Bei den vorausgehenden Ausführungsformen ist das auf Druck ansprechende
Element als ein unabhängig vom Kristallresonator verwendetes Element beschrieben
worden. Es ist jedoch eine auf Druck ansprechende Vorrichtung (nachfolgend druckempfindliches
Kristallelement genannt) bekannt, bei der ein Kristallresonator als druckempfindliches
Element verwendet wird, wobei dessen zuvor erwähnte Eigenschaft ausgenutzt wird,
daß sich seine Eigenfrequenz bei einer Druckänderung merklich ändert. Dieses druckempfindliche
Kristallelement ist auch für das erfindungsgemäße Anomalität-Detektorsystem zur
Feststellung eines anomalen Innendrucks eines Reifens verwendbar.
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Fig. 5 zeigt eine Schaltungsanordnung einer Ausführungsform, bei der
für die erste Vorrichtung EQ1 das druckempfindliche Kristallelement benutzt wird.
Dieses druckempfindliche Kristallelement ist mit der Bezugsziffer 10 gekennzeichnet.
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Mit Ausnahme dieses Elementes sind die anderen Teile identisch zu
denen in Fig. 1. Bei dieser Ausführungsform kann die zweite Vorrichtung EQ2 grundsätzlich
in der in Fig. 1 gezeigten Weise angeordnet sein.
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Im Fall der in Fig. 5 gezeigten Ausführungsform hat das druckempfindliche
Kristallelement 10 die folgende Eigenschaft:
Unter der Annahme,
daß die Abweichung von der Eigenfrequenz des Kristallresonators im Normalbereich
des Innendrucks des Reifens beispielsweise + 2 kHz beträgt, kann das druckempfindliche
Kristallelement 10 etwa mehr als i 2 kHz Abweichung von der Eigenfrequenz hervorbringen.
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Die Frequenz des vom Sender 1 der zweiten Vorrichtung EQ2 ausgesendeten
Signals (oder der Anregungsenergie) wird über einen Bereich f0 i 2 kHzgewobbelt.
Unter normaler Druckbedingung weist das gewobbelte Sendesignal dann eine Frequenz
auf, die dicht bei der zu diesem Moment vorliegenden Eigenfrequenz des druckempfindlichen
Kristallelementes 10 liegt, und im Kristallresonator des druckempfindlichen Kristallelementes
10 wird eine Schwingungsenergie gespeichert. Unter einem anomalen Druck zustand
weicht die Eigenfrequenz des Kristallresonators des druckempfindlichen Kristallelementes
10 jedoch übermäßig von dem Frequenzbereich fO i 2 kHz ab, und daher wird keine
Schwingungsenergie gespeichert.
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Im Hinblick auf das Vorausgehende ist der Empfänger 2 so ausgelegt,
daß er bei jeder Stufe . während des zuvor erwähnten Wobbelns des Sendesignals des
Senders 1 durch das Betriebsanweisungssignal S2 in Betrieb gesetzt wird. Wenn der
Innendruck des Reifens normal ist, kann dann die Entladung bzw. Abgabe der Schwingungsenergie
vom druckempfindlichen Kristallelement 10 der ersten Vorrichtung EQ1 vom Empfänger
2 bei wenigstens einem der Schritte des Wobbelns in derselben Weise wie bei dem
vorausgehenden Ausführungsbeispiel empfangen werden. Wenn der Innendruck des Reifens
anomal . ist, kann die Entladung bzw. Abgabe der Schwingungsenergie bei keinem der
Wobbelschritte vom Empfänger 2 empfangen werden. Nachdem der Vorgang des Wobbelns
bei allen Schritten der Frequenz des Sendesignals des Senders 1 durchgeführt worden
ist, kann daher der Innendruck des Reifens als normal oder anomal beurteilt werden,
und zwar durch die Feststellung, ob das Signal (oder die Schwingungsenergie) vom
druckempfindlichen Kristallelement 10 während eines Zyklus
des
beschriebenen Wobbelns vom Empfänger 2 empfangen worden ist.
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Bei dieser Ausführungsform kann der Sender 1 der zweiten Vorrichtung
EQ2 in der gleichen Weise angeordnet sein wie bei der in Fig. 4 gezeigten zweiten
Ausführungsform bezüglich der zweiten Vorrichtung EQ2. Da die Breite der Frequenzabweichung
des zu wobbelnden Sendesignals in diesem Fall weiter als im Fall der Fig.,4,ist,
ist jeder Wobbelschritt größer gewählt und ist beispielsweise auf 200 Hz eingestellt,
und die Anzahl der Schritte ist ebenfalls auf elf eingestellt.
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Was die Ausbildung des Empfängers 2 betrifft, überschreitet auch bei
dieser Ausführungsform die Weite der Frequenz abweichung bezüglich der Mittenempfangsfrequenz
nicht 10 3.
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Daher besteht auch kein besonderes Bedürfnis für eine Umschaltsteuerung
der Empfangsfrequenz.
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Ferner ist bei dieser Ausführungsform die Eigenfrequenz des druckempfindlichen
Kristallelementes 10 proportional zum Druck innerhalb des Reifens 9. Deshalb kann
man den Druck innerhalb des Reifens 9 dadurch finden, daß man die Frequenz des Sendesignals
bei jeder Wobbelstufe mit dem zu dieser Zeit existierenden Druck vergleicht und
diese Wobbelstufe ausliest, wenn die von der ersten Vorrichtung EQ1 abgegebene Schwingungsenergie
vom Empfänger der zweiten Vorrichtung EQ2 empfangen wird.
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Bei Einstellung der Wobbelstufen des Sendesignals vom Sender 2 in
geeigneter Weise erübrigt sich bei dieser Ausführungsform, anders als bei der vorausgehenden
Ausführungsform, die Notwendigkeit, das Sendesignal zu wobbeln, um die Eigenschaftsänderung
des Kristallresonators des druckempfindlichen Kristallelementes 10 zu kompensieren,
die durch Temperaturänderung usw. verursacht wird.
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Da der Druck überwacht wird, indem sich dicht an die Eigenfrequenz
des
Kristallresonators gehalten wird, vermag diese Ausführungsform sowohl für einen
anomalen Abfall als auch einen anomalen. Anstieg des Innendrucks des Reifens Alarm
zu geben.
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Bei jeder der zuvor beschriebenen Ausführungsformen wird das Signal,
das von der ersten Vorrichtung EQ1 kommt, von der sich an jedem der Räder eine befindet,
über eine einzige Antenne 4 der zweiten Vorrichtung EQ2 empfangen, und daher besteht
keine Möglichkeit zu unterscheiden, in welchem der Reifen ein anomaler Innendruck
aufgetreten ist.
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Zur Überwindung dieser Unzulänglichkeit dient eine weitere Ausführungsform,
mit der man ein Rad identifizieren kann, bei dem sich ein anomale Innendruck des
Reifens 9 eingestellt hat. Diese Ausführungsform zeigt Fig. 6.
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In Fig. 6 sind vorgesehen: Antennen 41-45, die der in der ersten Ausführungsform
gemäß Fig. 1 verwendeten Antenne 4 entsprechen; eine Antennenumschaltschaltung 11,
welche die Antennen 41-45 eine nach der anderen anschließt; eine weitere Gruppe
von Antennen 61-65; auf Druck ansprechende Elemente 71-75; Kristallresonatoren 81-85;
und die Innenräume der Reifen 91-95. Diese Teile entsprechen bei der in Fig. 1 gezeigten
Ausführungsform der Antenne 6, dem auf Druck ansprechenden Element 7, dem Kristallresonator
8 bzw. dem Inneren 9 des Reifens. Andere Teile der Ausführungsform sind durch dieselben
Bezugsziffern wie in Fig. 1 gekennzeichnet.
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Bei dieser Ausführungsform ist die Sende/Empfangs-Umschaltschaltung
5 so ausgebildet, daß sie zusätzlich zu den Betriebsanweisungssignalen S1 und S2
ein Antennenumschaltanweisungssignal S3 an die Antennenumschaltschaltung 11 liefert.
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Unter der Annahme, daß die Erfindung für ein vierrädriges Automobil
angewendet wird, das einschließlich eines Reserverades
fünf Räder
aufweist, ist die Anzahl der auf ihren Innendruck zu überwachenden Reifen fünf.
In diesem Fall sind daher fünf erste Vorrichtungen EQ1 für diese Reifen vorgesehen,
wie es in Fig. 6 gezeigt ist. Die zweite Vorrichtung EQ2 ist mit fünf Antennen 41-45
versehen', die so angeordnet sind, daß sie diesen ersten Vorrichtungen EQ1 entsprechen.
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In der zweiten Vorrichtung EQ2 werden der Sender 1 und der Empfänger
2 jeweils mit diesen Antennen 41-45 zusammengeschaltet.
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Die Antenne 41 ist der Antenne 61 benachbart angeordnet, die Antenne
42 der Antenne 62 benachbart, die Antenne 43 der Antenne 63 benachbart, die Antenne
44 der Antenne 64 benachbart,und die Antenne 45 der Antenne 65 benachbart, und zwar
je so, daß ein Energieaustausch zwischen jedem Paar dieser Antennen durch elektromagnetische
Induktion möglich ist.
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Wie in Fig. 7(A). gezeigt ist, wird die Antennenumschaltschaltung
11 durch das Antennenumschaltanweisungssignal S3 betätigt, das in Zeitabständen
TA von der Sende/Empfangs-Umschaltschaltung 5 abgegeben wird, um die Antennen 41-45
eine nach der anderen durch Umschaltung an den Sender 1 anzuschließen. Dann findet
zwischen jeder der an den Empfänger 1 angeschlossenen Antennen 41-45 und jeder der
Antennen 61-65 der je entsprechenden ersten Vorrichtung EQ1 ein Signalaustausch
(oder Energieaustausch) in derselben Weise statt wie im Fall der in Fig. 1 gezeigten
Ausführungsform, um herauszufinden, ob der Innendruck jedes Reifens normal ist,
Somit werden alle Reifen einzeln einer nach dem anderen abgefragt.
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Zwischen der zweiten Vorrichtung EQ2 und jeder der ersten Vorrichtungen
EOl werden Signale vom Sender 1 ausgesendet, und zwar eines nach dem anderen in
gleicher Weise, wie sie vorausgehend in Verbindung mit Fig. 4 beschrieben worden
ist.
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Genauer gesagt wird ein Bereich einer Frequenzabweichung + Af, mit
der Eigenfrequenz fO der Kristallresonatoren 81-85 der ersten Vorrichtungen EQ1
in der Mitte dieses Bereichs,
durch jedes gegebene Frequenzintervall
gewobbelt, und Signale mit der so erhaltenen Frequenz werden eines nach dem anderen
vom Sender 1 auf das von der Sende/Empfangs-Umschaltschaltung 5 abgegebene Betriebsanweisungssignal
S1 hin ausgesendet. jedesmal, wenn die Signalaussendung angehalten wird, wird dann
der Empfänger 2 der zweiten Vorrichtung EQ2 durch das von der Sende/Empfang s-Ums
chaltschaltung 5 abgegebene Betriebsanweisungssignal S2 in Gang gesetzt, um das
Vorhandensein oder Nichtvorhandensein der Schwingungsenergie festzustellen, die
von jedem der Kristallresonatoren 81-85 der ersten Vorrichtungen EQ1 abgegeben werden
soll.
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Nimmt man an, daß die Kristaliresonatoren 81-85 eine Eigenfrequenz
f0 von 4 MHz haben und deren Frequenzabweichung innerhalb des Bereichs von + 80
-Hz liegt, werden die Signale vom Sender 1 eines nach dem anderen über siebzehn
Stufen ausgesendet, wenn das Wobbeln mit Intervallen von 10 Hz durchgeführt wird.
Nimmt man dann an, daß die Betriebsanweisungssignale S1 und s2 von der Sende/Empfangs-Umschaltschaltung
5 je für eine Zeitdauer von 125 ms abgegeben werden, ist die zur überwachung des
Innendruckes eines Reifens erforderliche Zeitdauer 4,25 s. Zieht man die Zeitdauer
in Betracht, die zum Umschalten zwischen Senden und Empfang benötigt wird, wird
die Zeitdauer eines Zyklus, in dem die Antennenumschaltanweisungssignale S3 gemäß
Fig. 7(A) abgegeben werden sollen, auf etwa 4,5 s eingestellt. Durch eine solche
Einstellung ergibt sich für die Gesamtzeitdauer, die zum Überwachen aller fünf Räder
erforderlich ist, ein Wert von 22,5 s oder in diesem Größenbereich.
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Das Antennenumschaltanweisungssignal S3 kann beispielsweise jedesmal
abgegeben werden, wenn der Zählwert dafür, wie oft das Betriebsanweisungssignal
S2 abgegeben worden ist, 17 erreicht, indem man zählt, wie oft das Signal 52 abgegeben
wird, oder es kann in eingestellten Zeitintervallen abgegeben werden, die bestimmt
sind durch einen Zeitgeber oder durch irgendeine andere Anordnung in Kombination
mit irgendeiner elektrischen Schaltungseinrichtung.
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Falls mehrere Reifen zu überwachen sind, die an derselben Stelle angeordnet
sind, wie im Fall von Doppelreifen eines Lastkraftwagens, werden erste Vorrichtungen
EQ1 an den mehreren Reifen angebracht, bei denen Kristallresonatoren unterschiedlicher
Eigenfrequenzwerte f01 und f02 verwendet werden, während der Sender 1 der zweiten
Vorrichtung EQ2 so ausgelegt ist, daß er Signale (oder Anregungsenergien) -der Frequenzwerte
f01 und fo2 nacheinander aussendet. Diese Anordnung erlaubt die Feststellung von
Anomalitäten im Innendruck mehrerer Reifen durch Verwendung einer Antenne an der
zweiten Vorrichtung EQ2 für diese an derselben Stelle angeordneten mehreren Reifen.
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Die Eigenfrequenzwerte f01 und fo2 der Kristallresonatoren 81-85 der
ersten Vorrichtungen EQ1, die an jedem der Doppel-bzw. Zwillingsreifen angeordnet
sind, werden beispielsweise auf 4 MHz bzw. 10 MHz eingestellt. Der Sender und Empfänger
1 bzw. 2 der zweiten Vorrichtung EQ2 sind mit Teilen zum Senden und Empfangen von
Signalen versehen, die diesen Frequenzwerten entsprechen, und sie sind außerdem
mit einer Schaltung versehen, die zur Ausführung einer Umschaltsteuerung für diese
sendenden und empfangenden Teile ausgelegt sind. Wenn die Antennen 43 und 44 der
zweiten Vorrichtung EQ2 so -angeordnet sind, daß sie beispielsweise dem Zwillingsreifenrad
entsprechen, und mit dem Sender 1 verbunden sind, bewirkt die erwähnte Umschaltschaltung,
daß der Sender 1 die Signale von 4 MHz und 10 MHz nacheinander aussendet. Dann stellt
der Empfänger 2 fest, ob die Schwingungsenergie in jedem der Kristallresonatoren
81 bis 85 der ersten Vorrichtungen EQ1 im Ansprechen auf die Signale gespeichert
worden ist.
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Bei der in Fig. 6 gezeigten Ausführungsform ist jede der ersten Vorrichtungen
EQ1 auf die in Fig. 1 gezeigte Weise aufgebaut. Selbstverständlich können jedoch
alle vorausgehend für den Aufbau der ersten Vorrichtung beschriebenen Abwandlungen
auch bei der in Fig. 6 gezeigten Ausführungsform angewendet werden.
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Unter Bezugnahme auf die Fig. 8(A) und (B) und die Fig. 9(A) und (E)
wird nachfolgend eine Anordnung beschrieben zum Montieren des erfindungsgemäßen
Systems zum Feststellen eines anomalen Reifeninnendrucks und insbesondere die Montageposition
der ersten Einrichtungen EQ1 und die strukturelle Montageanordnung der Antennen
61-65 der ersten Vorrichtung EQ1 und der Antennen 41-45 der zweiten Vorrichtung
EQ2.
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Die Fig. 8(A) und 9(A) sind Teilschnittansichten, die je ein Beispiel
für die strukturelle Anordnung für das Montieren der ersten Vorrichtung oder ersten
Vorrichtungen EQ1 und der Antenne 6 oder der Antennen 61-65 und der Antenne 4 oder
der Antennen 41-45 an dem Einzelreifenrad bzw. dem Zwillingsreifenrad zeigen. Die
Fig. 8(B) und 9(B) zeigen die relativen Positionen der Antennen 6 oder 61-65 und
4 oder 41-46 für das'Einzelrpifenrad bzw. das Zwillingsreifenrad.
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In diesen Figuren 8(A) und (B) und Figuren 9(A) und (B) sind gezeigt:
ein Reifen 101; eine Felge 102; ein Felgengrund 103; ein nicht-drehendes Teil 104,
das in Fig. 8(A) eine Bremsenabdeckung und in Fig. 9(A) ein struktureller Teil des
Fahrzeugs ist; und ein Drahtbefestigungsteil 105.
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Mit Ausnahme dieser Teile sind weitere Teile mit den gleichen Bezugsnummern
gekennzeichnet, wie sie in Fig. 1 oder in Fig. 6 verwendet werden. Ferner sind in
Fig. 9 die ersten Vorrichtung EQ1, die für die Doppelreifen vorgesehen sind, dadurch
voneinander unterschieden, daß zu deren Bezugszeichen (A) und (B) hinzugefügt sind.
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Im Fall des in den Fig. 8(A) und (B) gezeigten Einzelreifenrades ist
im Felgengrund bzw. in der Felgenbasis 103 an dem bzw. an der der Reifen 101 befestigt
ist, ein Loch vorgesehen, und die erste Vorrichtung EQ1 ist dort in einer solchen
Position angeordnet, daß wenigstens ihr auf Druck ansprechendes Element 7 (oder
71-75) durch das Loch hindurch im Inneren 9 (91-95) des Reifens angeordnet ist.
Die Antenne 6 (oder 61-65) ist rund um den Rand der Felge 107 angeordnet
und
dort befestigt, wobei die Antenne elektrisch mit der ersten Vorrichtung EQ1 verbunden
ist. Die erste Vorrichtung EQ1 und die Antenne 6 (61-65) sind somit so angeordnet,
daß sie sich zusammen mit dem Rad drehen. Die Antenne 4 (41-45) der zweiten Vorrichtung
EQ2 ist so angeordnet, daß sie sich nicht mit dem Rad dreht, und ist an einem sich
nicht-drehenden Teil, wie einer Bremsenabdeckung 104, in der Nähe des Randteils,
an dem die Antenne 6 (61-65) befestigt ist, festgemacht. Die Antenne 4 (41-45) ist
über eine Leitungsverdrahtung mit der zweiten Vorrichtung EQ2 elektrisch verbunden.
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Die Antenne 6 (61-65) der ersten'Vorrichtung EQ1 und die Antenne.
4(41-45) der zweiten Vorrichtung EQ2 sind je an Befestigungsteilen in konzentrischen
Kreisformen befestigt und so dicht wie möglich zueinander angeordnet, damit zwischen
diesen eine enge Verbindung mittels elektromagnetischer Induktion besteht, d.h.,
sie sind so angeordnet, daß ihre Durchmesser so dicht wie möglich beieinander liegen.
Beispielsweise beträgt der Abstand zwischen diesen Antennen 15 mm.
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Im Fall des in den Fig. 9(A) und (B) gezeigten Zwillingsreifenrades
sind die ersten Vorrichtungen EQ1 (P>) und EQ1 (B), in denen die Kristallresonatoren
8 (oder 81-85) mit unterschiedlichen Eigenfrequenzwerten angeordnet sind, je auf
dem Felgengrund 103 der ihnen zugeordneten Einzelreifen montiert, und zwar in der
gleichen Weise wie im Fall des zuvor beschriebenen Einzelreifenrades, wobei wenigstens
deren auf Druck ansprechendes Element 7 (71-75) im Inneren 9 (91-95) der Reifen
angeordnet ist. Die Antennen 6A (61A-65A) und 6B (61B-65B) der beiden ersten Vorrichtungen
EQ1(A) und EQ1 (B) sind rund um den Rand einer der Radfelgen, beispielsweise die
Innenfelge 102, angeordnet und daran befestigt.
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Diese Antennen 6A und 6B sind mit den ersten Vorrichtungen EQ1(A)
und EQ1(B) elektrisch verbunden. Der Grund dafür, daß beide Antennen 6A (61A-65A)
und 6B (61B-65B) an einer der
Felgen 102 befestigt sind, liegt
darin, daß das Vorhandensein der Felge 102 zwischen der später beschriebenen Antenne
4 und diesen Antennen 6A und 6B einen elektromagnetisch abgeschirmten Zustand hervorbringen
würde, der zur'Energieübertragung zwischen diesen verhindert werden muß.
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Die Antenne 4 (41-45) der zweiten Vorrichtung EQ2 dreht sich nicht
mit dem Rad und ist in einer Schleifenform angeordnet und an einem sich nicht-drehenden
Teil in der Nachbarschaft des Randteils der Innenfelge 102, an der die Antennen
6A und 6B befestigt sind, wie einem dicht beim Rad befindlichen Bauteil 104 des
Fahrzeugs, befestigt. Die Antenne 4 ist somit so angeordnet, daß sie anderen Antennen
6A (61A-65A) und 6B (61B-65B) gegenüberliegt.
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Die Antennen 6A (61A-65A) und 6B (61B-65B) der ersten Vorrichtungen
EQ1(A) und EQ1(B) und die Antenne 4 (41-45) der zweiten Vorrichtung EQ2 sind somit
je an Befestigungsteilen in einer konzentrischen Kreisform, wie in Fig. 9(B) gezeigt,
in derselben Weise angeordnet wie im obigen Fall des Einzelreifenrades. Die Antenne
4 (41-45) ist möglichst dicht bei den Antennen 6A (61A-65A) und 6B (61B-65B) angeordnet,
um zwischen diesen eine enge Verbindung bzw. Wechselwirkung durch elektromagnetische
Induktion zu haben.
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Bei dem gemäß vorausgehender Beschreibung angeordneten erfindungsgemäßen
System kann das Eindringen externen störenden Rauschens in die ersten Vorrichtungen
EQ1 und den Empfänger 2 der zweiten Vorrichtung EQ2 und eine unerwünschte Abstrahlung
elektromagnetischer Wellen von den ersten Vorrichtungen EQ1 und der zweiten Vorrichtung
EQ2 nach außen wirksam vermieden werden, und zwar wegen des Folgenden: Die Antenne
6 (61-65) der ersten Vorrichtung EQ1 und die Antenne 4 (41-45) der zweiten Vorrichtung
EQ2 sind zwischen der Felge 102 und dem'strukturellen Bauteil des Fahrzeuges (104
in Fig. 9(A)) angeordnet, die generell aus Metall bestehen. Daher wirken die Felge
102 und das Bauteil 104 als
elektromagnetische Abschirmungen, die
das externe störende Rauschen und die Abstrahlung unnötiger elektromagnetischer
Wellen in einem großen Ausmaß dämpfen. Zum Signalaustausch zwischen den ersten und
zweiten Vorrichtungen EQ1 und EQ2 und zum Wahrnehmen solcher Signale ist die zuvor
beschrie--bene Befestigungsanordnung daher äußerst wirksam.
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Da die beiden Antennen 4 (41-45) und 6 (61-65) dicht beieinander mit
einem Abstand von beispielsweise etwa 15 mm angeordnet werden können, sind sie sehr
eng miteinander gekoppelt, so daß Übertragungsverluste minimal werden und somit
der Signalaustausch zwischen ersten und zweiten Vorrichtungen EQ1 und EQ2 mit einer
kleinen Ubertragungsenergie sehr zufriedenstellend ausgeführt werden kann.
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Wenn diese Montageanordnung für mehrere Reifen zu deren überwachung
auf einer individuellen Basis angewendet wird, können mehrere Signale derselben
Frequenz verwendet werden, da keine wechselseitige Störung zwischen den mehreren
Signalen zu befürchten ist.
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Falls es schwierig ist, eine notwendige maschinelle Bearbeitung an
der Felgenbasis 103 durchzuführen, wird die erste Vorrichtung EQ1 oder wenigstens
deren auf Druck ansprechendes Element 7 (71-75) an der Innenseite 9 (91-95) des
Reifens befestigt, und ein Zuleitungsdraht wird durch den Lufteinlaß des Reifens
geführt.
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Was das Reserverad betrifft, werden die erste Vorrichtung EQ1 und
deren Antenne 6 (61-65) an diesem durch dieselbe Montageanordnung befestigt wie
sie vorausgehend beschrieben worden ist. Die Antenne 4 (41-45) der zweiten Vorrichtung
EQ2 ist dicht bei einem Reserverad-Verstauungsplatz angeordnet, und zwar in einer
konzentrischen Kreisform bezüglich der oben genannten Antenne 6 (61-65).
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Zur Montage der Antennen 4 (41-45) und 6 (61-65) ist keine
besondere
maschinelle Bearbeitung der Befestigungsteile erforderlich, sondern sie werden durch
irgendein Klebeband, einen Klebstoff oder irgendein anderes geeignetes Mittel befestigt.
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Um zu vermeiden, daß die elektrischen Eigenschaften dieser Antennen
4 (41-45) und 6 (61-65) durch Veränderungen der Umgebungsbedingungen beeinflußt
werden, wie durch an ihnen klebenden Schmutz, und da sie im allgemeinen auf Metalloberflächen
montiert sind, werden sie vorzugsweise mit Kautschuk, Gummi oder einem synthetischen
Harz oder etwas Ähnlichem überzogen, bevor sie montiert werden, oder sie sind aus
einem Drahtmaterial hergestellt, das bereits solchermaßen beschichtet ist.
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Während die Befestigungsanordnung der ersten Vorrichtung EQl im Vorausgehenden
unter Bezugnahme auf die in Fig. 1 oder Fig. 3 gezeigte Ausführungsform beschrieben
ist, ist dieselbe Befestigungsanordnung natürlich auch bei der in Fig. 5 gezeigten
Ausführungsform anwendbar, bei welcher der Kristallresonator selbst den Druck detektiert.
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Wie vorausgehend im einzelnen beschrieben, umfassen die Vorteile der
vorliegenden Erfindung folgendes: a) pas erfindungsgemäße System benutzt die Eigenschaft
eines Kristallresonators, daß sich im Kristallresonator Schwingungsenergie ansammelt,
wenn er angeregt wird, und daß die Schwingungsenergie nach außen abgegeben bzw.
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entladen wird, wenn die Kristallanregung beendet wird.
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Daher kann die Vorrichtung zum Feststellen eines anomalen Druckes,
d.h., die erste Vorrichtung EQ1, ohne Zufuhr irgendeiner Energie zu ihr betrieben
werden.
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b) Die Überwachungsvorrichtung, d.h., die zweite Vorrichtung EQ2,
die dazu angeordnet ist, eine Anomalität im Innendruck des Reifens durch Aussenden
von Anregungsenergie zum Anregen des Kristallresonators und dann durch
Empfangen
einer vom Kristallresonator abgegebenen bzw. entladenen Schwingungsenergie zu überwachen,
vermag einen Signalaustausch mit der anomalen Druck feststellenden Einrichtung (oder
der ersten Vorrichtung EQ1) durch elektromagnetische Induktion durchzuführen. Daher
kann eine der beiden Vorrichtungen an einem sich drehenden Teil (oder dem Rad) angeordnet
sein, während die andere an einem sich nichtdrehenden Teil angeordnet sein kann,
und die beiden Vorrichtungen können drahtlos miteinander gekoppelt sein. Es ist
nicht erforderlich, diese beiden Vorrichtungen durch eine Leiterverbindung unter
Verwendung beispielsweise einer mechanischen Schleifereinrichtung, die eine geringe
Zuverlässigkeit aufweist, zu koppeln.
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c) Die Antennenbefestigungspositionen können an Stellen gewählt werden,
an denen ein elektromagnetischer Abschirmeffekt mit den Bauteilen des Kraftfahrzeuges
erhalten werden kann, so daß ein Signalaustausch möglich ist, ohne daß er durch
externes Rauschen gestört wird, und ohne daß man befürchten muß, daß Signalenergie
nach außen abgegeben wird und zu Rauschen bzw. einer Störung wird.
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d) Falls ein Signalaustausch individuell mit verschiedenen Rädern
ausgeführt werden soll, erlaubt derselbe Vorteil, wie er im Absatz .c) erwähnt worden
ist, die Verwendung von Signalen derselben Frequenz.
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e) Wenn der Innendruck mehrerer an derselben Stelle angeordneter
Reifen überwacht werden soll, können die Reifen individuell durch Verwendung von
Signalen mit verschiedenen Frequenzwerten überwacht werden.
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f) Beim Montieren der Anomalität-Detektor-Vorrichtung an einem Kraftfahrzeug
ist keine schwierige Bearbeitung der Befestigungsteile des Fahrzeuges erforderlich.
Das erfindungsgemäße System kann daher an jeglicher Art von Motorfahrzeugen montiert
werden.
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Die vorliegende Erfindung ist nicht auf die Feststellung eines anomalen
Druckes der Reifen von Kraftfahrzeugen beschränkt, sondern ist natürlich auch verwendbar
zur Feststellung eines anomalen Innendruckes der Reifen eines Flugzeuges und dergleichen.
Zur erfindungswesentlichen Verknüpfung der einzelnen Schaltelemente zur Gesamtschaltung
wird hiermit ausdrücklich auf die je zugehörige Figur verwiesen.
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