-
Beschreibung:
-
Die Erfindung bezieht sich auf eine Reifendruck-Prizeigevorrichtung,
mit der der Druck eines Fahrzeugreifens unabhängig davon ob sich das Rad dreht oder
feststeht, jederzeit durch den Fahrer kontrolliert werden kann.
-
Obwohl es die Instrumentenanlage moderner Kraftfahrzeuge wie z.B.
Personenkraftwagen dem Fahrer ermöglicht, immer mehr Parameter hinsichtlich des
Verhaltens des Fahrzeugs während der Fahrt zu kontrollieren, ist das Problem der
Anzeige des Reifendrucks während der Fahrt bisher nicht in zufriedenstellender Weise
gelöst worden, weil es äusserst schwierig ist, von einem sich gegenüber dem Fahrzeugrahmen
drehenden Rad in wirtschaftlicher Weise ein zuverlässiges Signal zu erzielen.
-
Es ist bereits eine Vorrichtung zur Anzeige des Reifendrucks auf
grossen Fahrzeugen wie Omnibussen und Lastwagen bekannt geworden, bei der ein Schlauch
über eine auf der Radachse angebrachte dichtende Drehkupplung mit dem Fahrzeugreifen
verbunden ist. Obwohl dieseVorrichtung bei entsprechender Wartung eine zuverlässige
und verhältnismässig genaue Druckanzeige liefert, ist
sie jedoch
unhandlich und kostspielig und die Drehkupplung stellt einen schwerwiegenden Nachteil
dar, so dass diese Vorrichtung zur Zeit nicht mehr benutzt wird.
-
Es wurde auch bereits vorgeschlagen, in dem Reifen einen in sich
geschlossenen Druckwandler zusammen mit einem Sender zur elektromagnetischen Uebertragung
von Drucksignalen an einen an dem Fahrzeugrahmen angebrachten Empfänger anzuordnen.
Bei dieser Vorrichtung muss jedoch an dem Rad eine Stromquelle wie z.B. eine Batterie
angeordnet werden. Daher ist diese Vorrichtung ebenfalls umständlich, hauptsächlich
weil es erforderlich ist, die Batterie hEiu1:lg zu weuhscln umd/oder aufzuladen,
weil. die vom Sender kommenden Funksignale andere Vorrichtungen stören können oder
selbst durch solche Vorrichtungen gestört werden können, und weil die Vorrichtung
an sich unzuverlässig ist.
-
Somit ist keine der bisher bekannten Vorrichtungen zur Verwendung
in zum Personentransport bestimmten Kraftfahrzeugen geeignet, bei denen die Wartung
häufig mangelhaft ist und die Kosten niedrig gehalten werden müssen.
-
Es ist daher die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Reifendruck-Anzeigevorrichtung
zu schaffen, mit der
der Reifendruck eines Kraftfahrzeugrades auch
bpi ic drehendem Rad kontrolliert werden kann, und die wirtsohaftlich in der Herstellung
und zuverlässig im Gebrauch ist und keine besondere Wartung erfordert.
-
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäss durch die Schaffung einer Reifendruck-Anzeigevorrichtung
gelöst, die gekennzeichnet ist durch ein in dem Reifen angebrachtes druckempfindliches
Element; eine in dem Reifen angebrachte erste Spule; einen Stab von hoher Permeabilität,
der gegenüber der ersten Spule verschiebbar angeordnet und mechanisch mit dem druckempfindlichen
Element derart gekuppelt ist, dass er bei einer Veränderung des Drucks in dem Reifen
durch das druckempfindliche Element verschoben wird und dadurch die Induktanz der
ersten Spule verändert; einen in dem Reifen angebrachten Kondensator; eine zweite
Spule, die auf der Radfelge koaxial zum Rad befestigt ist, wobei die zweite Spule,
der Kondensator uns die erste Spule zur Bildung eines passiven Resonators mit vorbestimmter
Resonanzfrequenz hintereinandergeschaltet sind; eine dritte Spule, die gegenüber
dem Fahrzeugrahmen feststehend parallel zur zweiten Spule in deren Nähe derart angeordnet
ist, dass sie magnetisch mit dieser
gekoppelt ist; eine erste Schaltung,
die mit der dritten Spule zur Bildung eines aktiven Oszillators verbunden ist, dessen
Resonanzfrequenz der Resonanzfrequenz des passiven Resonators entspricht, und eine
zweite Schaltung, die mit der ersten Schaltung derart gekoppelt ist, dass sie das
Ausgangssignal der ersten Schaltung aufnimmt und verstärkt und eine lesbare Anzeige
dieses Ausgangssignals liefert.
-
Ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachstehend
anhand der Zeichnungen näher beschrieben.
-
Es zeigen: Fig. 1 eine perspektivische Ansicht einer Radfelge, auf
der eine erfindungsgemässe Reifendruck-Anzeigevorrichtung angebracht ist; Fig. 2
eine schematische Ansicht eines Druckwandlers, der einen Teil der in Fig. 1 dargestellten
Anzeigevorrichtung bildet; Fig. 3 eine Osziliatorschaltung, die einen Teil der erfindungsgemässen
Anzeigevorrichtung bildet, und Fig. 4 eine Empfänger- und Verstärker-Schaltung,
die ebenfalls einen Teil der erfindungsgemässen Anzeigevorrichtung bildet.
-
In Fig. 1 ist eine Radfelge 10 und ein darauf montierter Reifen 12
perspektivisch dargestellt, wobei der Reifen 12 zur besseren Uebersicht weggebrochen
dargestellt ist. In dem Reifen 12 ist ein druckempfind liches Element 14 angebracht.
Wie aus Fig. 2 ersichtlich ist, besteht das druckempfindliche Element 14 aus einem
starren Gehäuse 16 in Becherform od. dgl., an dessen Rand eine elastische Membran
18 zur Bildung eines vollständig abgeschlossenen Behälters dichtend befestigt ist.
-
Ferner ist in dem Reifen koaxial zu dem druckempfindlichen Element
14 eine Hülse 20 angeordnet, in der ein Stab 22 aus Ferrit oder anderem Werkstoff
von hoher Permeabilität verschiebbar gelagert ist. Der Ferritstab 22 wird durch
eine Feder 24 gegen die-elastische Membran 18 gedrückt und in einer Gleichgewichtslage
gehalten, in der die Membran nur leicht aus der ebenen Lage herausgedrückt ist.
Wenn der ausserhalb des druckempfindlichen Elements 14 herrschende Druck, d.h. der
innerhalb des Reifens herrschende Druck, jedoch den innerhalb des Elements 14 herrschenden
Druck übersteigt, so wird die Membran 18 weiter nach innen- in den Behälter 16 gedrückt
und der Ferritstab 22 folgt dieser Bewegung unter der Wirkung der Feder 24.
-
Die Hülse 20 ist von einer Kupferdrahtspule 26 umgeben, deren Induktanz
durch den Grad des Eindringens des Ferritstabs 22 in die Hülse bestimmt wird. Ferner
ist in dem Reifen 12 ein Kondensator 28 angebracht, der mit der Spule 26 hintereinandergeschaltet
ist.
-
Wie aus Fig. 1 ersichtlich ist, ist an der Innenseite der Radfelge
10 eine aus einigen Kupferdrahtwindungen bestehende Spule 50 koaxial zur Achse der
Radfelge 10 angebracht. Wie aus Fig. 2 ersichtlich ist, sind die beiden Enden der
Spule 50 mit der aus der Spule 26 und dem Kondensator 28 bestehenden Serienschaltung
hintereinandergeschaltet, so dass ein passiver Resonator entsteht, der eine vorbestimmte
Resonanzfrequenz, vorzugsweise von 650 kHz, aufweist.
-
Wie weiter aus Fig. 1 ersichtlich ist, ist eine um einen Kern aus
Ferrit oder anderem Werkstoff von hoher Permeabilität gewickelte Spule 52 feststehend
gegenüber dem Fahrzeugrahmen in der Nähe der Innenseite der Radfelge 10 derart angeordnet,
dass sie mit der Spule 50 unabhängig von dem Bewegungszustand der Radfelge 10, d.h.
unabhängig davon, ob sich das Rad dreht oder stillsteht, magnetisch gekoppelt ist.
-
Die Spule 32 ist elektrisch mit einer Schaltung gekoppelt, die in
einem Gehäuse 34 untergebracht ist, das ebenfalls gegenüber dem Fahrzeugrahmen feststehend
angeordnet ist. Die in dem Gehäuse 54 untergebrachte Schaltung wird nachstehend
anhand der Fig. 3 näher beschrieben.
-
Wie aus Ins . 3 erv,ichtRi.ch ist, bildet dic Spule 32 einen Teil
einer Schaltung, die einen verstärkenden Transistor 36 und diesem zugeordnete Belastungswiderstände
38, 40 und 42 aufweist. Eine Spannungsquelle 44 ist mit einem mittleren Abgriff
an der Spule 32 verbunden und es sind zwei Kondensatoren 46 und 48 vorgesehen, so
dass das Ganze einen Oszillator bildet, der die gleiche Resonanzfrequenz hat wie
der passive Resonator 26, 28, 30.
-
Wie aus den vorstehenden Ausführungen ersichtlich, ist der in Fig.
3 dargestellte Oszillator magnetisch mit dem in Fig. 2 dargestellten Resonator gekoppelt.
-
Wenn der Reifen den gewünschten Druck hat, so schwingt dieser Resonator
ebenfalls mit einer Frequenz von 650 kHz, so dass er Energie aus dem in Fig. 3 dargestellten
Oszillator aufnimmt und damit die Schwingung dieser
Schaltung dämpft.
Wenn der Druck von dem gewünschten Wert abweicht, so ändert sich die Induktanz der
Spule 26 infolge der Verschiebung des Ferritstabs 22 und es ändert sich die Resonanzfrequenz
des Resonators. Somit nimmt dieser passive Resonator in begrenztem Masse Energie
von dem in Fig. 3 dargestellten Oszillator auf und ist damit in der Lage, eine Sinusfrequenz
zu liefern, deren Spannungsamplitude in einem linearen proportionalen Verhältnis
zu den in dem Reifen auftretenden Druckschwankungen steht.
-
Fig. 4 zeigt eine Schaltung, die normalerweise in der Nähe des Armaturenbrettes
des Kraftfahrzeugs angeordnet wird und aus einem Spannungsstabilisator 50 besteht,
der einen Widerstand 52, einen Kondensator 54 und eine Zenerdiode 56 aufweist. Der
Erdanschluss des Spannungsstabilisators 50 ist mit der Erde B-D der in Fig. 5 dargestellten
Schaltung verbunden. Der Anschluss E wird von der nicht dargestellten Fahrzeugbatterie
gespeist, während die stabilisierte Spannung am Anschluss F mit dem Anschluss A
des in Fig. 5 dargestellten Oszillators in Verbindung steht.
-
Die in Fig. 4 dargestellte Schaltung umfasst ferner einen bekannten
Verstärkungsdetektor 58, der das von
dem Anschluss C des in Fig.
3 dargestellten Oszillators kommende Ausgangssignal an dem Anschluss G über einen
Kopplungskondensator 60 aufnimmt. Dieses Signal wird dann verstärkt und gleichgerichtet
und dient zur Speisunij; einer Lichtemissionsdiode 62 und eines Spannungsmessers
t,4.
-
Bei richtigem Reifendruck liefert der Verstärkungsgleichrichter 58
kein Ausgangssignal (weil keine Schwingungen vorhanden sind) und die Lichtemissionsdiode
62 ist ausgeschaltet.
-
Wenn der Reifendruck dagegen unter den vorgesehenen Wert absinkt,
so leuchtet die Lichtemissionsdiode 62 auf und der Spannungsmesser 64 liefert eine
von Null abweichende Anzeige.
-
Bei einem vierrädrigen Fahrzeug wie beispielsweise einem Personenkraftwagen
wäre für jedes Rad eine Vorrichtung der vorbeschriebenen Art vorgesehen; lediglich
von dem Spannungsmesser 64 genügt einer, der für die vier Räder jeweils umgeschaltet
wird.
-
Die vorstehende Beschreibung ist lediglich beispielhaft anzusehen
und kann innerhalb des Schutzumfangs der Erfindung in verschiedener Hinsicht, besonders
im Hinblick auf die in den Fig. 3 und 4 dargestellten
Schaltungen,
geändert werden. Auch die Zeichnungen sind der Uebersichtlichkeit wegen nicht massstabsgerecht
ausgeführt und die Massverhältnisse der verschiedenen Elemente sind daher nicht
als bindend anzusehen.