DE3203880A1 - Reifendruck-anzeigevorrichtung - Google Patents

Reifendruck-anzeigevorrichtung

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DE3203880A1
DE3203880A1 DE19823203880 DE3203880A DE3203880A1 DE 3203880 A1 DE3203880 A1 DE 3203880A1 DE 19823203880 DE19823203880 DE 19823203880 DE 3203880 A DE3203880 A DE 3203880A DE 3203880 A1 DE3203880 A1 DE 3203880A1
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Germany
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coil
pressure
tire
wheel
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Application number
DE19823203880
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English (en)
Inventor
Gianluigi Lecce Aguglia
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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60CVEHICLE TYRES; TYRE INFLATION; TYRE CHANGING; CONNECTING VALVES TO INFLATABLE ELASTIC BODIES IN GENERAL; DEVICES OR ARRANGEMENTS RELATED TO TYRES
    • B60C23/00Devices for measuring, signalling, controlling, or distributing tyre pressure or temperature, specially adapted for mounting on vehicles; Arrangement of tyre inflating devices on vehicles, e.g. of pumps or of tanks; Tyre cooling arrangements
    • B60C23/02Signalling devices actuated by tyre pressure
    • B60C23/04Signalling devices actuated by tyre pressure mounted on the wheel or tyre
    • B60C23/0408Signalling devices actuated by tyre pressure mounted on the wheel or tyre transmitting the signals by non-mechanical means from the wheel or tyre to a vehicle body mounted receiver
    • B60C23/0422Signalling devices actuated by tyre pressure mounted on the wheel or tyre transmitting the signals by non-mechanical means from the wheel or tyre to a vehicle body mounted receiver characterised by the type of signal transmission means
    • B60C23/0427Near field transmission with inductive or capacitive coupling means
    • B60C23/0428Near field transmission with inductive or capacitive coupling means using passive wheel mounted resonance circuits

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Arrangements For Transmission Of Measured Signals (AREA)
  • Measuring Fluid Pressure (AREA)

Description

  • 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.

Claims (2)

  1. "Reifendruck-Anzeigevorrichtune" Patentansprüche: 1. Reifendruck-Anzeigevorrichtung zum Anzeigen des Drucks in einem auf einem Fahrzeugrad montierten Reifen unabhängig davon, oh das Rad feststeht oder sich dreht, geke..nzeichnet durch: ein in dem Reifen (12) angebrachtes druckempfindliches Element (14); eine in dem Reifen (12) angebrachte erste Spule (2,) einen Stab (22) von hoher Permeabilität, der gegenüber der ersten Spule (26) verschiebbar angeordnet und mechani.-~-h mit dem druckempfindlichen Element (14) derart gekuppelt ist, dass er bei einer Veränderung des'Drucks in dem Reifen (12) durch das druckempfindliche Element (14) verschoben wird und dadurch die Induktanz der ersten Spule (26) verändert; einen in dem Reifen (12) angebrachten Kondensator (28); eine zweite Spule (30), die auf der Radfelge (10) koaxial zum Rad befestigt ist, wobei die zweite Spule (30), der Kondensator (28) und die erste Spule (26) zur Bildung eines passiven Resonators mit vorbestimmter Resonanzfrequenz hintereinandergeschaltet sind; eine dritte Spule (32), die gegenüber dem Fahrzeugrahmen feststehend parallel zur zweiten Spule (50) in deren Nähe derart angeordnet ist, dass sie magnetisch mit dieser gekoppelt ist; eine erste Schaltung, die mit der dritten Spule (32) 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.
  2. 2. Reifendruck-Anzeigevorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dasS das druckempfindliche Element (14) aus einem starren Behälter (16) besteht, an dessen Rand eine elastische Membran (18) dichtend befestigt ist.
DE19823203880 1981-04-28 1982-02-05 Reifendruck-anzeigevorrichtung Ceased DE3203880A1 (de)

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