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Reifendruck-Warneinrichtungt insbesondere für Kraftfahrzeuge.
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Die Erfindung bezieht sich auf eine Reifendruck-Warneinrichtung, insbesondere
für Kraftfahrzeuge, mit einer Anzeigeeinrichtung, mit einer am Reifen angeordneten
Fühleinrichtung für den Reifendruck, mit einem am Fahrzeugkörper angeordneten Sensor
und mit einer von der Fühleinrichtung bewegten Übertragungseinrichtung, die den
Sensor berührungslos beeinflußt.
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Eine derartige Reifendruck-Warneinrichtung ist z. B. aus der DE-OS
28 13 058 bekanntgeworden. Der Reifendruck wirkt über eine Verbindungsleitung auf
eine Kolben-Zylinder-Einrichtung ein, die einen Stift verstellen kann, der in eine
Zahnlücke eines mit dem Rad umlaufenden Zahnkranzes verschoben werden kann. Am Fahrzeugkörper
ist ein Sensor, z. B. ein induktiver Geber bzw. Feldplattengeber, angeordnet, der
von dem Zahnkranz berührungslos beeinflußt wird. Der Sensor gibt entsprechend ein
Signal an eine Auswerte-Elektronik ab, die ihrerseits ein Überwachungs- bzw. Warnsignal
abgeben kann.
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Das Signal des Sonsors ist unterschiedlich, je nachdem ob die Anzahl
der umlaufenden Zähne des Radkranzes gleichmäßig ist oder reifendruckabhängig durch
das Hineintreten des Stiftes in eine Zahnlücke verungleichmäßigt wird.
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Der wesentliche Nachteil dieser und ähnlich aufgebauter Reifendruck-Warneinrichtungen
ist der, daß eine Warnung nur bei drehendem Rad möglich ist, da bei Stillstand des
Rades je nach relativer Stellung des Sensors zu der von der Reifendruck
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bewegten Übertragungseinrichtung im Falle der vorbeschriebenen Einrichtung, zleu
des Stiftes, ein unterschiedliches Signal abgegeben wird, das nicht genau ausgewertet
werden kann.
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Es sind auch Vorrichtungen bekanntgeworden, die eine Signalübertragung
vom sich drehenden Rad auf den Fahrzeugkörper mittels konzentrisch zur Radachse
sitzender Schleifringe bewirken sollen (siehe DE-OS 15 05 122). Diese Lösung weist
insbesondere den Nachteil der geringen Lebensdauer und der Fehlanzeige infolge Verschmutzungsproblemen
auf.
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Es ist auch eine Reifendruck-Warneinrichtung bekanntgeworden, bei
der die Signalübertragung vom sich drehenden Rad auf den Fahrzeugkörper berührungslos
mittels Koppelspulen durchgeführt wird, die wegen der Übertragung im Fahrzeugstillstand
groß dimensioniert als konzentrisch zur Fahrzeugachse liegende Ringe ausgebildet
sind (siehe DE-AS 19 46 627). Diese Lösung hat den Nachteil des erheblichen Aufwandes,
insbesondere auch wegen der Dimensionierung. Sie bringt auch erhebliche Störabstrahlprobleme
mit sich.
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Aus der gleichen Schrift ist der Vorschlag bekanntgeworden, in jedem
Rad einen Sender mit eigener Energiequelle zu installieren. Neben verschiedenen
anderen Nachteilen erscheint das Erfordernis des Batteriewechsels nicht akzeptabel.
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Die Erfindung löst insbesondere die Aufgabe, die Reifendruck-Warneinrichtung
der eingangs genannten Art dahingehend zu verbessern, daß sie sowohl bei drehendem
als auch bei stehendem Rad zuverlässig Signale liefert. Es soll demzufolge ein System
geschaffen werden, das zu niedrigen Reifendruck an den Rädern von Beförderungsgeräten
wie Kraftfahrzeugen, Anhängern, Flugzeugen, luftbereiften Schienenfahrzeugen u.
dgl.
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im Stillstand wie auch in jedem Fahrzustand an geeigneter Stelle,
vorzugsweise an der Anzeigetafel des Fahrzeugführers anzeigt, da nur eine ständige
Reifendrucküberwachung, die teilweise zwar nur Kosten verursachenden aber teilweise
auch
gefährlichen Folgen zu niedrigen Reifendrucks verhindern kann.
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Erfindungsgemäß ist deshalb eine Reifendruck-Warneinrichtung der eingangs
genannten Art dadurch gekennzeichnet, daß die Übertragungseinrichtung als konzentrisch
zur Radachse angeordnete, ununterbrochene Ringscheibe ausgebildet ist, und daß die
Fühleinrichtung so ausgebildet und angeordnet ist, daß die Ringscheibe in Richtung
der Radachse bewegt wird.
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Die wesentlichen mit der Erfindung erzielten Vorteile bestehen darin,
daß eine exakte Signalgabe für jedes Rad, auch das Reserverad, zu jeder Zeit, also
auch vor Antritt der Fahrt, bei Fahrzeugstillstand erfolgen kann. Eine Warnanzeige
erfolgt auch bei sich lösendem Rad oder z. B. bei entsprechender Ausbildung bei
fehlendem Rad, z. B. fehlendem Reserverad. Es besteht auch die Möglichkeit der Kombination
von mit einem Reif endruck-Warnsys-tem ausgestattetem Fahrwerk mit einfachen Felgen
und umgekehrt.
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Aus den Unteransprüchen gehen weitere vorteilhafte Einzelheiten des
Anmeldungsgegenstandes hervor.
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Anhand von Ausführungsbeispielen, die aus den Zeichnungen hervorgehen,
wird die Erfindung im nachfolgenden näher beschrieben: Figur 1 zeigt ein Kraftfahrzeugrad
im Schnitt, bei dem mehrere Fühleinrichtungen für den Reifendruck vorgesehen sind;
Figur 2 zeigt ein Kraftfahrzeugrad, das nur eine einzige Fühleinrichtung für den
Reifendruck aufweist; In Figur 1 ist eine Felge mit 1 bezeichnet. Auf der Felge
1 ist ein Luftreifen 2 befestigt, von dessen Innerem eine Rohrleitung 3 zu einer
innerhalb der Felge 1 befestigten Fiihleinrichtung für den Reifendruck führt. Die
Rohrleitung 3 ist mit Hilfe einer Dichtung 4 in der Felge befestigt.
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Der durch die Rohrleitung 3 der Pühleinrichtung zugeführte Luftdruck
des Reifens 2 wirkt auf eine Kar.-mer 5, die im wesentlichen durch ein Gehäuse 6
und eine Membran 7 begrenzt ist. Eine Druckfeder 8 wirkt auf einen Kolben 9, der
an der Membran 7 anliegt und diese unter dem Einfluß der Feder in Richtung des Gehäuses
6 zu bewegen sucht, d. h. also entgegen dem in der Kammer 5 herrschenden Reifendruck.
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Mit dem Kolben 9 ist eine Ringscheibe 10 verbunden. Diese macht also
eine unter dem Einfluß verschiedener Reifendrücke erfolgende Bewegung des Kolbens
9 mit. Die Ringscheibe 10 ist ununterbrochen. Wie die Figur 1 deutlich zeigt, wird
sie unter dem Einfluß des Kolbens 9 rein in axialer Richtung bewegt.
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Zweckmäßigerweise sind aus Gründen der Stabilität mehrere, also mindestens
zwei, besser noch drei derartige Reifendruck-Fühleinrichtungen innerhalb der Felge
angeordnet, die mit ihren Kolben 9 an der Ringscheibe 10 angreifen und diese bewegen.
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Vorteilhaft ist die gesamte den Reifendruck abfühlende Fühleinrichtung
durch eine Abdeckung 11 gegen Schmutz, z. B.
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Streusalz und Staub, abgedichtet. Zweckmäßigerweise besteht diese
Abdeckung 11 aus Kunststoff, so daß elektrische, magnetische oder elektromagnetische
Melder ungehindert durchtreten können.
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Am Kraftfahrzeugkörper, z. B. am Bremssattel 12, ist der Sensor 13
befestigt, der in jeder Stellung und in jeder Bewegung des stehenden bzw. fahrenden
Rades der Ringscheibe 10 gegenübersteht. Eine elektrische eitung 14 kann das vom
Sensor 13 ermittelte Signal einer Auswerteeinheit oder einer unmittelbar anzeigenden
Einheit zuführen.
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Der Sensor kann z. h. induktiv, kapazitiv oder magnetisch arbeiten.
So kann z. B. die Ringscheibe 10 aus einem metallischen Material bestehen, das kapazitiv
an den Sensor 13
ankoppelt, es kann sich aber auch um ferromagnetisches
Material handeln, das induktiv an den Sensor 13 ankoppelt. Im einfachsten Fall kann
die Ringscheibe 10 selber aus magnetischem Material bestehen, wobei der Sensor 13
als reiner Magnetschalter, z. B. Zungenkontaktschalter, ausgebildet sein kann, der
nur zwei Schaltzustände kennt, was für den vorliegenden Fall einer Reifendruck-Warneinrichtung
häufig vollkommen ausreicht. Die Ringscheibe 10 kann in diesem Fall z. B. aus einem
nicht magnetischen Werkstoff wie Kunststoff oder Aluminium bestehen, und es kann
entsprechend flächenhaft ebenfalls rund um die Radachse herumgehend und ununterbrochen
Kunststoffmagnetmaterial bzw. Magnetgummimaterial aufgeklebt sein.
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Ganz unabhängig von der Art der Ankopplung des Sensors an die Ringscheibe
kann in jedem Fall der Luftdruck sowohl bei stehendem als bei fahrendem Fahrzeug
ermittelt werden, und es können sowohl der Sensor als auch die den Reifendruck fühlende
Einrichtung einschließlich der Ringscheibe gegen äußere Einflüsse gekapselt ausgeführt
werden.
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Figur 1 zeigt die Einrichtung in der Normalstellung, bei der der Reifendruck
auf oder über Nenndruck liegt. Die verhältnismäßig dicht vor dem Sensor 13 liegende
Ringscheibe 10 verstimmt hier den Sensor und kann z. B. zur Anzeige von grünem Licht
benutzt werden. Im Falle des Absinkens des Reifendrucks verkleinert sich das Volumen
der Kammer 5,und die Ringscheibe 10 entfernt sich mehr oder minder deutlich von
dem Sensor 13. Wie äus Figur 10 deutlich hervorgeht, ist der Weg des Kolbens 9 durch
Anschläge begrenzt, die dafür sorgen, daß bei Nenndruck keine weitere Annäherung
der Ringscheibe 10 an den Sensor 13 stattfindet. Diese Anschläge wirken also als
Überhubsicherung gegen Überdruck im Reifen, z. B. durch Fahrbahnstöße oder durch
Aufblähung infolge Sonneneinstrahlung.
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In Figur 2 ist ein anderes Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäß
ausgebildeten Reifendruck-Warneinrickttzg dargestellt,
bei dem
die Ringscheibe nicht durch mehrere Fühleinrichtungen für den Reifendruck, sondern
durch eine einzige Fühleinrichtung für den Reifendruck bewegt wird. Gleiche bzw.
gleich wirkende Teile sind mit denselben Bezugszeichen wie in Figur 1 bezeichnet.
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In der Felge 1 ist wiederum eine Rohrleitung 3 mit einer Dichtung
4 so befestigt, daß der Reifendruck einer Kammer 5 zugeführt werden kann, die von
einer Wandung 16 aus flexiblem Material umhüllt ist und die in einem Gehäuseteil
6 untergebracht ist. Je nach Ausdehnung und Zusammenziehung der Kammer 5 wird die
Ringscheibe 10 entgegen der Wirkung einer Feder 8 bewegt. Das Abdeckteil 11 ist
hierbei so biegesteif ausgebildet, daß sich die Feder 8 an ihm einseitig abstützen
kann, während sie mit ihrer anderen Seite auf eine Schulter der Ringscheibe 10 drückt.
Die gesamte Fühleinrichtung ist wiederum innerhalb der Felge 1 angeordnet und wirkt
mit der Bewegung der Ringscheibe 10 auf den am Fahrzeugkörper befestigten Sensor
13 ein.
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Im Gegensatz zum Ausführungsbeispiel gemäß Figur 1 ist die Kammer
5 genau wie der Reifen selbst und die Ringscheibe 10 völlig innerhalb der Felge
umlaufend ausgebildet, was unter anderem den Vorteil bringt, daß die örtlichen Kräfte
sehr klein gehalten werden können, während die Gesamtkraft dennnoch ausreicht, die
Wirkung von z. B. drei Federn 8, die am Umfang der Felge gleichmäßig verteilt sind,
zu überwinden.
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Wie Figur 2 zeigt, ergibt sich eine verhältnismäßig einfache, kostengünstige
Konstruktion.
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Da bei vorgegebenem, relativ großem Gesamtdurchmesser der ringförmigen
Kammer 5 auch bei sehr kleinem Querschnitt dieser Kammer insgesamt sehr große Kräfte
auftreten können, empfiehlt es sich in feiterbildung der Erfindung, eine Ausbildung,
wie in Figur 2 dargestellt, zu wählen, nämlich eine Ausbildung der schlauchförmigen
Kammer 5, in der Weise, daß zwei rollmembranartige Kammerteile entstehen, die unterschiedliche
Größe aufweisen. Beide Teile arbeiten in entgegengesetzter Richtung, was dazu führt,
daß nur die Kräftedifferenz nach außen wirksam ist, die sich leicht durch verhältnismäßig
kleine Federkräfte auffangen läßt.
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Wie Figur 2 zeigt, ist der dem Sensor 13 zugewandte Teil der Kammer
5 von größerem Durchmesser als der dem Sensor 13 abgewandte Teil. Da beide Teile
mit demselben Druck beaufschlagt sind, führt lediglich der Differenzbetrag der mittleren
Durchmesser der beiden Kammerteile zu der nach außen in Erscheinung tretenden Kraft.
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Selbstverständlich sind weitere Abwandlungen des Erfindungsgedankens
möglich, die eine weitere Anpassung an besondere Wünsche bzw. weitere Verbesserungen
zulassen; so kann z. B.
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die Ringscheibe 10 treppenförmig abgestuft ausgebildet sein, wobei
den einzelnen Stufen jeweils besondere Scnsoren gegenüberstehend angeordnet sein
können, die eine entsprechend abgestufte Anzeige bzw. Warnung ermöglichen.
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