DE3503347C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung nach der Gattung des Hauptanspruchs.

Bei der Übertragung von Meßsignalen eines Sensors auf einem umlaufenden Teil einer Maschine oder eines Fahrzeuges, bei­ spielsweise einem Fahrzeugrad, zu einer Auswerteeinheit auf einem relativ dazu feststehenden Teil, z. B. einem Radträger eines Fahrzeuges, treten häufig Probleme auf. So sind neben einer fehlerfreien Meßsignalübertragung die Einhaltung postalischer Verordnungen von großer Wichtigkeit. Ein weiteres Problem ist die oft schwierige Versorgung des Sensors mit der für seinen Betrieb und für die Meßsignalübertragung notwendigen Energie, da z. B. Batterien im Sensor dessen Wartungsfreiheit einschränken. Ferner treten am Ort der Meßwerterfassung und -übertragung häufig hohe mechanische, chemische und thermische Belastungen auf.

Ein Anzeigesystem für den Reifendruckzustand ist aus der US-PS 44 50 431 bekannt. Bei diesem System wird ein Sinussignal von 400 mW bei 9,5 MHz erzeugt und über ein H-Feld zu einem passiven Sensor übertragen. Der passive Sensor umfaßt einen Empfangsschwingkreis, der bei geschlossenem Druckschalter über eine Diode einen Sendeschwingkreis mit Energie versorgt. Durch die Diode (Diodenmultiplikator) wird das Energiesignal verdoppelt und vom Sendeschwingkreis zu einer E-Feld-Antenne der Auswerteeinheit abgestrahlt.

Nachteilig an diesem System ist, daß das Energiesignal und das Rückmeldesignal in nicht unerheblichem Maße den postalischen Funkverkehr stört. Ferner ist das Rückmeldesignal schwierig zu detektieren, da es sich hinsichtlich der Frequenz lediglich um einen Faktor 2 vom Energiesignal unterscheidet. Die Auswerte­ einheit erfordert deshalb aufwendige Filter.

Bei Systemen, die auf der Basis von Saugkreisen arbeiten, wie z. B. nach der DE-OS 28 54 199 oder dem im Forschungsbericht TV 7672 des Bundesministeriums für Forschung und Technologie "Reifeneigenschaften und Fahrsicherheit, Arbeitsgebiet I, Luftdruckkontrollsystem", auf den 107 ff beschriebenen System, können zwar Abstrahlungen und damit Störungen des Funkverkehrs weitgehend vermieden werden. Diese Reifendruckkontrollsysteme erfordern jedoch einen sehr geringen Luftspalt zwischen dem radseitig montierten Sensor (Druckschalter) und dem rad­ trägerseitig angeordneten Aufnehmer (HF-Geber); der Seitenver­ satz darf ebenfalls eine enge Toleranz nicht überschreiten, da sonst das System nicht mehr funktionsfähig ist. Das System ist somit anfällig gegen Beschädigung wie Steinschlag und anhaften­ den Schmutz oder Vereisung. Ferner ist es bei der Fertigungs­ montage schwer justierbar und kann bei einem Reifenwechsel dejustiert oder sogar zerstört werden.

Aus der DE-OS 31 01 636 ist eine Einrichtung zur drahtlosen Informationsübertragung bekannt, bei der die von einer Sende­ einrichtung auf einem passiven Antwortgerät benötigte Energie drahtlos von einem aktiven Abfragegerät übertragen wird. Die Energie wird hierbei über langgestreckte, mit Sende- bzw. Empfangsspule bewickelte Ferritstäbe übertragen; diese sind beim Vorbeilaufen des Antwortgeräts am Abfragegerät im Abstand zueinander parallel ausgerichtet. Die Datenübertragung erfolgt dagegen über Rahmenantennen.

Wegen der Antennenwirkung von Ferritstäben und Rahmenantennen er­ gibt sich eine relativ starke, elektromagnetische Störab­ strahlung, die den postalischen Funkverkehr nicht unbeeinflußt läßt. Ferner setzt die relativ lose, elektromagnetische Kupplung starke Felder oder hohe Frequenzen voraus, die sich auf die Störabstrahlung zusätzlich negativ auswirken.

Mit der DE-OS 26 00 967 ist eine Reifendruck-Alarmvorrichtung bekanntgeworden, die ebenfalls mit einem passiven Sensor ar­ beitet. Der Sensor weist einen Druckschalter, eine Spule und einen Magnetschalter in Reihenschaltung auf. Beim Vorbeilaufen an einem drehfest angeordneten Permanentmagneten wird in der Spule Energie gespeichert und der Magnetschalter ausgelöst, so daß ein Spannungsimpuls entsteht, welcher mit einer Empfängerspule detektiert wird.

Auch bei dieser Vorrichtung können Störungen des Funkverkehrs auftreten, da induktive Spannungsspitzen in der Regel relativ energiereiche, hochfrequente Schwingungsanteile enthalten. Ferner dürfen die Luftspalte zwischen umlaufendem und fest­ stehendem Teil der Vorrichtung nicht zu groß sein, da sonst die induktive Einkopplung vom Permanentmagneten zu schwach ist.

Eine Einrichtung zur drahtlosen Energieübertragung geht ferner aus der DE-OS 30 43 441 hervor. Zur Aufrechterhaltung der Batterieladung einer Notsendeeinrichtung von Seenotbojen wird über einen Lufttransformator, dessen Primär- und Sekundärspule Bestandteil aufeinander abgestimmter Schwingkreise ist, induk­ tive Energie übertragen, solange die Boje in ihrer Halterung liegt. Primär- und Sekundärspule liegen sich hierbei in der Außenhaut von Halterung und Boje gegenüber. Die Übertragungs­ frequenz von 9,8 kHz bewirkt einerseits eine ausreichende induktive Kopplung und umgeht andererseits den Bereich des postalischen Genehmigungsverfahrens (ab 10 kHz).

Schließlich ist noch aus der US-PS 30 16 515 ein Reifendruck­ kontrollsystem für Fahrzeuge mit induktiver Signalübertragung bekannt, dessen Sensor jedoch eine Batterie als Energiequelle benötigt. Der im Sensor enthaltene Oszillator ist mechanischer Bauart und daher für schnellaufende Fahrzeugräder sicherlich ungeeignet; dieser mechanische Oszillator wird durch Erschütte­ rungen (von der Fahrbahn) und Schwingungen (beispielsweise durch unvermeidliche Unwuchten und Ungleichmäßigkeiten im Rundlauf der Räder) in seiner Funktion gestört.

Es ist daher Aufgabe der Erfindung, eine Vorrichtung zur drahtlosen Meßsignalübertragung zu schaffen, die eine sichere Energie- und Meßsignalübertragung bei Einhaltung der posta­ lischen Bestimmungen über den Funkverkehr gewährleistet, eine einwandfreie Signaldetektion erlaubt sowie geringe Anforderungen an die Länge des Übertragungsweges (Luftspalt) bzw. an die Güte der Montagetoleranzen stellt, unanfällig gegen Verschmutzung und Vereisung ist und darüber hinaus einfach und kostengünstig herstellbar ist.

Die Aufgabe wird durch die kennzeichnenden Merkmale des An­ spruchs 1 gelöst. Weitere, die Erfindung in vorteilhafter Weise ausgestaltende Merkmale sind in den Unteransprüchen enthalten.

Die Vorteile der Erfindung sind in erster Linie darin zu sehen, daß bei Einhaltung der postalischen Bestimmungen über den Funkverkehr ein sicherer Transport von Energie- und Meßsignalen über drahtlose Übertragungsstrecken gewährleistet ist. Eine einwandfreie Signaldetektion wird ermöglicht und geringe An­ forderungen an Übertragungswege bezüglich eines Luftspaltes oder eines Seitenversatzes zwischen den übertragenden Elementen sowie an Montagetoleranzen gestellt; das System ist darüber hinaus unanfällig und robust sowie einfach und kostengünstig herstellbar.

Die Erfindung wird anhand von in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispielen nachstehend näher erläutert. Es zeigt

Fig. 1 ein elektrisches Prinzipschaltbild einer erfin­ dungsgemäßen Vorrichtung zur drahtlosen Energie- und Meßsignalübertragung,

Fig. 2 ein elektrisches Schaltbild eines Reifendruck­ sensors mit einem Druckschalter,

Fig. 3 ein elektrisches Schaltbild eines HF-Empfängers,

Fig. 4 ein elektrisches Schaltbild eines NF-Oszillators mit nachgeschaltetem NF-Verstärker und daran ange­ schlossener Primärspule,

Fig. 5 ein elektrisches Schaltbild einer Auswerte- und einer Anzeigeeinheit,

Fig. 6 ein elektrisches Schaltbild eines stabilisierten Stromversorgungsteils,

Fig. 7 eine perspektivische Ansicht eines Doppelschalen­ kerns,

Fig. 8 einen Schnitt nach der Linie VIII-VIII,

Fig. 9 eine mögliche Anordnung des Reifendrucksensors in einem Felgenbett eines Fahrzeugrades,

Fig. 10 eine mögliche Anordnung des Reifendrucksensors in der Wandung einer Felgenspeiche eines Fahrzeugrades,

Fig. 11 ein Schnittbild eines Reifendrucksensors und eines Koppelgliedes.

In Fig. 1 ist mit 1 ein Sensor, z. B. eines Reifendruck­ kontrollsystems, bezeichnet. Ein Meßumformer und/oder Grenz­ wertgeber 2 formt zu messende physikalische Größen 3 wie Druck, Temperatur usw., in Steuersignale für einen Sendeoszillator 4 um, dessen Ausgangsschwingkreis von einem Kondensator C 1 und einer Sendespule L 1 gebildet ist. Zur Energieversorgung des Meßumformers und/oder Grenzwertgebers 2 und/oder des Sende­ oszillators 4 ist ein Stromversorgungsteil 5 vorgesehen, das drahtlos übertragene Energie über einen, aus einer Sekundär­ spule L 2 und einem Kondensator C 2 gebildeten Sekundärschwing­ kreis 6 aufnimmt.

Der Sensor 1 ist auf einem umlaufenden Teil einer Maschine oder eines Fahrzeuges, z. B. einem Fahrzeugrad, angeordnet und läuft pro Umdrehung einmal an einem Koppelglied 7 vorbei, das auf einem zum umlaufenden relativ feststehenden Teil, beispiels­ weise einem Radträger, angeordnet ist. Das Koppelglied 7 umfaßt eine Primärspule L 3, die der induktiven Übertragung von Energie zum Sensor 1 dient, eine Empfängerspule L 4, die die von der Sendespule L 1 induktiv übertragenen Signale des Sendeoszilla­ tors 4 aufnimmt sowie einen an die Empfängerspule L 4 ange­ schlossenen Hochfrequenz-(HF-)Empfänger 8.

Am Ausgang des HF-Empfängers 8 ist eine Auswerteeinheit 9 ange­ schlossen, die von einem Achsimpulsgeber 10 einen Impuls pro Umdrehung des umlaufenden Teiles erhält und die eine Anzeigen­ einheit 11 ansteuert. Die Primärspule L 3 wird über einen Niederfrequenz (NF-)Verstärker 12 angesteuert, der ein Ausgangssignal eines NF-Oszillators 13 verstärkt.

Zur Versorgung des HF-Empfängers 8, der Auswerte- 9, der An­ zeigeneinheit 11, dem NF-Verstärker 12 und dem NF-Oszillator 13 mit der nötigen Betriebsenergie ist schließlich noch ein stabilisiertes Stromversorgungsteil 14 vorgesehen.

Werden mehrere umlaufende Teile meßtechnisch überwacht (Sensor 1 bzw. 1′) so wird jedem Sensor 1 bzw. 1′ ein Koppel­ glied 7 bzw. 7′ und eine Auswerteeinheit 9 bzw. 9′ zugeordnet. Die Primärspulen L 3 werden dagegen parallel von lediglich einem NF-Verstärker 12 versorgt, ebenso erfolgt die Energieversorgung durch ein zentrales stabilisiertes Stromversorgungsteil 14.

Der NF-Oszillator 13 arbeitet bevorzugt in einem Frequenzbe­ reich von knapp unter 10 kHz (9,8 kHz). In diesem Frequenzbe­ reich ist noch keine Leistungsbeschränkung aufgrund posta­ lischer Bestimmungen notwendig, so daß das NF-Signal mittels des NF-Verstärkers 12 auf eine Leistung von ca. 2 bis 10 Watt ausreichend verstärkt werden kann.

Der Sendeoszillator 4 arbeitet in einem Frequenzbereich mitt­ lerer Wellenlängen von ca. 700 kHz. Dieser Frequenzbereich erlaubt es, das von der Sendespule L 1 zur Empfängerspule L 4 hin induktiv ausgekoppelte Signal in einem niedrigen Leistungs­ bereich zu halten, so daß praktisch keine Energie dieser Frequenz abgestrahlt wird und somit auch hier die postalischen Bestimmungen unberührt bleiben.

Pro Radumdrehung läuft der Sensor also einmal am Koppelglied 7 vorbei. Im Augenblick des Vorbeilaufens des Sensors 1 am Koppel­ glied 7 wird das von NF-Oszillator 13 erzeugte und vom NF- Verstärker 12 verstärkte Energiesignal über das Spulenpaar L 3, L 2 vom Koppelglied 7 zum Sensor 1 übertragen. Mit dieser Ener­ gie wird der Sendeoszillator 4 und/oder der Meßumformer bzw. Grenzwertgeber 2 versorgt; der Sendeoszillator 4 kann somit sein Ausgangssignal über das Spulenpaar L 1, L 4 zum Koppelglied 7 übertragen, wo die Meßinformation detektiert bzw. dekodiert und über die Auswerteeinheit 9 und die Anzeigeeinheit 11 einer Bedienungsperson (bzw. einem Fahrer) optisch und/oder akustisch gemeldet wird.

Fig. 2 zeigt ein Schaltbild eines Sensors 1 für ein Reifen­ druckkontrollsystem, das mit einem pneumatisch betätigten Druckschalter 15, dem Sendeoszillator 4, dem Stromversorgungs­ teil 5 und dem Sekundärschwingkreis 6 ausgerüstet ist. Der Druckschalter 15 überwacht einen Grenzwert eines Reifendrucks und ist vorzugsweise temperaturkompensiert ausgeführt. Der Druckschalter 15 verbindet bei korrektem Reifendruck den Sendeoszillator 4 mit dem Stromversorgungsteil 5 und trennt die Verbindung, wenn der Reifendruck unterhalb des Grenzwertes liegt.

Der Sendeoszillator 4 ist in einer bekannten L-C-Hartley- Schaltung aufgebaut. Die Sendespule L 1 ist hierbei Bestandteil des mit dem Kondensator C 1 aufgebauten Schwingkreises 16 dieser L-C-Hartley-Schaltung.

Der aus dem Kondensator C 2 und der Sekundärspule L 2 gebildete Sekundärschwingkreis 6 speist die aufgenommene Energie in einen Gleichrichter 17 des Stromversorgungsteiles 5. Der Gleich­ richter 17 ist in einer Brückenschaltung aus den Dioden D 1 bis D 4 aufgebaut und stellt dem Sendeoszillator 4 an seiner Brückendiagonale eine Gleichspannung zur Verfügung, die durch einen Siebkondensator C 3 geglättet ist.

In Fig. 3 ist eine Schaltung des HF-Empfängers 8 im Koppelglied 7 gezeigt, an dessen Eingangsklemmen 18, 19 die Empfängerspule L 4 und an dessen Ausgangsklemme 20 die Auswerteeinheit 9 angeschlossen ist.

Ein parallel zur Empfängerspule L 4 liegender, abgleichbarer Kondensator C 4 bildet mit dieser einen Empfangsschwingkreis 21 der auf die Frequenz des Sendeoszillators 4 abgestimmt ist.

Auf den Empfangsschwingkreis folgt ein HF-Filter 22 in T-Schal­ tung, dessen Ausgangssignal von einem HF-Verstärker 23, aufgebaut aus einem integrierten Schaltkreis 24 (LF 357 der Fa. Intersil), im Pegel angehoben und über einen Gleichrichter mit Siebglied 25 aus einer Diode D 5 und einem Kondensator C 5 auf einen Komparator 26, aufgebaut aus einem integrierten Schaltkreis 27 (LN 748 der Fa. Intersil) gegeben wird; an dessen Ausgangsklemme 20 steht ein einwandfreies, den Zustand des Druckschalters 15 wiedergebendes Schaltsignal an. Der HF- Verstärker 23 und der Komparator 26 werden dabei von einer stabilisierten Doppelspannungsversorgung (Klemmen +/-12 V gegen Masse) mit der nötigen Betriebsenergie versorgt.

In der Fig. 4 ist ein NF-Oszillator 13 mit nachfolgendem NF- Verstärker 12 gezeigt, mit der an den Klemmen 28, 29 ange­ schlossenen Primärspule L 3.

Der NF-Oszillator 13 ist mittels eines integrierten Schalt­ kreises 30 (ICL 8038 der Fa. Intersil (Präzisionsschwingungs­ generator)) mit der für seinen Betrieb bei 9,8 kHz notwendigen äußeren Beschaltung aufgebaut und bezieht seine Energie über +12 V und Masse der stabilisierten Doppelspannungsversorgung.

Der über eine Ausgangsklemme 31 des NF-Oszillators 13 ange­ schlossene NF-Verstärker 12 weist an seinem Eingang einen Spannungsteiler (Potentiometer 32) auf und basiert auf einem integrierten Schaltkreis 33 (TDA 2030, z. B. der Fa. Siemens). Bei einem Fahrzeug der PKW-Klasse mit vier überwachten Rädern sollte seine Leistung etwa 2 bis 10 Watt betragen.

An seinem Ausgang liegt parallel zu der Primärspule L 3 ein auf Resonanzfrequenz abgestimmter Kondensator C 6.

Der Verstärker wird über eine Klemme 34 und über einen Zünd­ schalter 35 direkt an ein unstabilisiertes Bordnetz (Batterie 36) angeschlossen.

Eine in Fig. 5 dargestellte Schaltung einer Auswerteeinheit er­ hält über eine Klemme vom Achsimpulsgeber 10 pro Radumdrehung einen Impuls, der auf einem ersten Eingang (PIN 13) eines ersten NAND-Glieds (realisiert mittels eines Logikbausteins 38 eines integrierten Schaltkreises des Typs SN 7400, z. B. der Fa. Texas Instruments, mit 4 NAND-Gliedern) geschaltet ist. Der Ausgang des ersten NAND-Glieds (PIN 11) geht auf den Eingang (PIN 14) eines Dezimalzählers 39 (IC-Baustein vom Typ SN 7490, z. B. der Fa. Texas Instruments). Ein dem Zählerstand 2 ent­ sprechender Ausgang (PIN 9) wird über ein, als Inverter ge­ schaltetes zweites NAND-Glied des integrierten Schaltkreises 38 (PINS 9, 10) mit dem zweiten Eingang (PIN 8 auf PIN 12) des ersten NAND-Glieds verbunden.

Rücksetzeingänge (PINS 2, 3) des Dezimalzählers 39 werden mit den Impulsen der Ausgangsklemme 20 des HF-Empfängers 8 beauf­ schlagt. Der dem Zählerstand 2 entsprechende Ausgang (PIN 9) des Dezimalzählers 39 wird über eine Klemme 40 auf die Anzeige­ einheit 11 zur Anzeige eines Unterdrucks im Fahrzeugreifen ge­ schaltet.

Die Anzeigeneinheit 11 besteht im einfachsten Fall aus einer Leuchtdiode D 6 mit einem in Serie zur Leuchtdiode D 6 liegenden, gegen Massen geschalteten Strombegrenzungswiderstand R 1; die Leuchtdiode D 6 wird anodenseitig an Klemmen 40 angeschlossen.

Die beiden integrierten Schaltkreise werden jeweils mit einem stabilisierten TTL-Pegel von +5 V gegen Masse mit Betriebs­ energie versorgt.

Der Dezimalzähler 39 erhält über das erste NAND-Glied pro Rad­ umdrehung jeweils einen Zählimpuls vom Achsimpulsgeber 10 und wird von den Ausgangsimpulsen des HF-Empfängers 8 zurückge­ setzt. Unterbleiben die Ausgangsimpulse vom HF-Empfänger 8, so zählt der Dezimalzähler 39 hoch und gibt beim Zählerstand 2 ein Signal ab, das die Anzeigeeinheit 11 auslöst und weitere Zähl­ impulse unterdrückt, indem das mittels des zweiten NAND-Glieds invertierte Signal auf den zweiten Eingang des ersten NAND- Glieds geschaltet wird.

Das in Fig. 6 dargestellte stabilisierte Stromversorgungsteil 14 ist über die Klemme 34 und den Zündschalter 35 auf die Batterie 36 und gegen Masse geschaltet. Über einen 5 Volt- Spannungsregler 41 (Integrierter Schaltkreis vom Typ 7805, z. B. der Fa. Motorola) wird ein TTL-Pegel (+5 V) gegen Masse erzeugt, mit dessen Ausgang ein Siebglied C 7 (Kondensator) parallel geschaltet ist. Mit dem TTL-Pegel wird ein Gleich­ spannungs-/Gleichspannungswandler, z. B. der Fa. Syko be­ trieben, der aus dem TTL-Pegel ein Stromversorgungssystem mit einer stabilisierten Doppelspannung (+/-12 V) erzeugt, die über zwei Glättungs- bzw. Entkopplungskondensatoren C 8 und C 9 gegen Masse ansteht.

In den weiteren Fig. 7 bis 11 sind Einzelheiten des mecha­ nischen Aufbaus bzw. der Anordnung von Teilen des Systems dar­ gestellt. Fig. 7 zeigt dabei einen Doppelschalenkern 43, von dem jeweils einer im Sensor 1 (43′) und einer spiegelbildlich dazu angeordnet, in Koppelglied 7 (43′′) untergebracht ist.

Der Doppelschalenkern 43 weist zwei getrennte, innere 44 und äußere 45 Wicklungsräume auf, wobei jeweils der innere 44 für die NF-Wicklung der Sekundär- L 2 bzw. Primärspule L 3 und der äußere 45 für die HF-Wicklungen der Sende- L 1 bzw. Empfänger­ spule L 4 vorgesehen ist. In der Mitte des Doppelschalenkerns ist jeweils ein zentraler, zylindrischer Kern 46 vorgesehen.

Fig. 8 zeigt ein Schnittbild entlang der Linie VIII-VIII des Doppelschalenkerns 43.

Die Fig. 9 und 10 zeigen zwei Beispiele, wie der Sensor 1 und das Koppelglied 7 in einem Fahrzeug angeordnet sein können.

Fig. 9 zeigt dabei ein Schnittbild eines Fahrzeugrads 47 mit einer Felge 48 und einem Reifen 49. In einem Felgenbett 50 ist der Sensor 1 angeordnet und mit diesem vorzugsweise verschraubt oder verklebt. Das Koppelglied 7 ist mittels eines symbolisch eingezeichneten Trägers 51, z. B. an einem (nicht gezeigten) Radträger befestigt.

Im zweiten Beispiel nach Fig. 10 ist ein Fahrzeugrad anderer Ausführung 52 mit Zentralverschluß im Schnitt gezeigt, bei dem ein Felgenbett 53 mit einer Radnabe 54 über speichenartige, zum Reifen 55 hin offene, hohlkammerförmige Elemente 56 verbunden ist. Der Sensor 1 ist hierbei in der Wandung eines dieser Elemente 56 angeordnet, das Koppelglied 7 wiederum über ein Trägerelement 57 an einem (nicht gezeigten) Radträger befestigt.

Schließlich sind in Fig. 11 Schnittbilder durch einen Sensor 1 und ein Koppelglied 7 gezeigt. Ein mit dem Felgenbett 50 bzw. dem speichenartigen Element 56 verschraubtes Sensorgehäuse 58 trägt einen pneumatisch betätigten Druckschalter 15, mit einer ringförmig im Sensorgehäuse 58 befestigten, elektrisch leitenden Membran 59. Diese Membran schließt eine gasgefüllte Referenzdruckkammer 60 zum Reifeninneren hin ab, und liegt bei ausreichendem Reifendruck mit einer Schaltfläche 61 an einem Schaltkontakt 62 an und ist bei zu niedrigem Reifendruck von diesem gelöst, so daß die Stromversorgung des Sendeoszillators 4 unterbrochen ist. Der Schaltkontakt 62 ist in einem Isolier­ stück 63 und einem Trägerteil 64 im Sensorgehäuse 58 befestigt. Unterhalb des Schaltkontakts 62 schließt sich ein Raum 65 im Sensorgehäuse 58 an, in dem die elektronischen Bauelemente von Teilen des Sendeoszillators 4, des Stromversorgungsteils 5 und des Sekundärschwingkreises 6 untergebracht sind; diese sind vorteilhaft auf einem gemeinsamen integrierten Schaltkreis 66, z. B. in Dickfilmhybridtechnik untergebracht, der mit dem Schaltkontakt 62, dem Sensorgehäuse 58, der Sendespule L 1 und der Sekundärspule L 2 verschaltet ist. Die Sendespule L 1 und die Sekundärspule L 2 sind im Doppelschalenkern 43′ angeordnet und mit diesem und dem integrierten Schaltkreis 65 mittels eines elektrisch isolierenden Kunstharzes im Sensorgehäuse 58 vergossen.

Das Koppelglied 7 ist mittels eines Gehäuses 67 aufgebaut und mit einem Träger 51 oder Trägerelement 57 vorzugsweise ver­ schraubt. Empfängerspule L 4 und Primärspule L 3 sind im Doppel­ schalenkern 43′′ angeordnet und mit diesem, den elektrischen Bauteilen des HF-Empfängers, vorzugsweise realisiert als integrierter Schaltkreis 68 in Dickfilmhybridtechnik, einer Anschlußplatte 69, sowie Teilen einer Anschlußleitung 70 mittels eines elektrisch isolierenden Kunstharzes vergossen.

Das beschriebene System zur Meßwertübertragung am Beispiel eines Reifendruckkontrollsystems stellt eine Minimalkonfigu­ ration dar, die selbstverständlich entsprechend den Einsatz­ gebieten angepaßt oder erweitert werden kann.

So kann es im Falle eines Reifendruckkontrollsystems auch sinnvoll sein, zwei Grenzwerte des Reifendrucks in unterschied­ licher Höhe zu überwachen, da der Reifendruck bekanntlich der unterschiedlichen Belastung eines Fahrzeuges anzupassen ist. Dann werden im Felgenbett zwei Sensoren auf einer gemeinsamen Achse angeordnet, die senkrecht zur Radachse steht; damit sind ohne weitere Maßnahmen Unwuchtprobleme beseitigt. Die Referenz­ druckkammern der Sensoren sind mit einem Druck unterschied­ lichen Niveaus versehen, so daß bei einem Reifendruck, der dem höheren Grenzwert entspricht, zwei Impulse pro Radumdrehung abgegeben werden, bei einem Reifendruck, der zwischen den bei­ den Grenzwerten liegt, nur ein Impuls und darunter gar keiner. Selbstverständlich ist hierzu die Auswerteelektronik ent­ sprechend anzupassen; die Auswertung der Impulse erfolgt dann in günstiger Weise mit einem Mikrocomputer.

Es ist ebenfalls denkbar, Werte von einer oder mehreren physikalischen Größen analog im Sensor zu erfassen und das Sendesignal abhängig von den physikalischen Größen zu modu­ lieren bzw. zu kodieren. Dann wird im Koppelglied 7 anstatt des Komparators 26 ein Demodulator bzw. Dekoder notwendig, der das empfangene Signal demoduliert bzw. dekodiert und in Signale umwandelt, die den gemessenen physikalischen Größen propor­ tional sind.

Claims (18)

1. Vorrichtung zur drahtlosen Übertragung mindestens eines Meßsignals von einem Sensor zu einer Auswerteeinheit über elektrische Spulen, die wenigstens zeitweise induktiv mitein­ ander gekoppelt sind, wobei der Sensor und eine diesem zuge­ ordnete Sendespule auf einem umlaufenden Teil einer Maschine oder eines Fahrzeugs, beispielsweise einem Fahrzeugrad, und eine an die Auswerteeinheit angeschlossene Empfängerspule auf einem relativ dazu feststehenden Teil, beispielsweise einem Radträger eines Fahrzeuges, angeordnet ist, und der Sensor über ein weiteres, wenigstens zeitweise induktiv gekoppeltes elektrisches Spulenpaar mit Energie versorgt wird, dessen Primärspule auf dem feststehenden Teil und dessen Sekundärspule auf dem umlaufenden Teil angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Sensor (1) einen, von den zu messenden physikalischen Größen gesteuerten, die Sendespule (L 1) beinhaltenden, in einem Frequenzband mittlerer Wellenlängen arbeitenden Sendeoszillator (4) umfaßt, sowie ein an sich bekanntes Stromversorgungsteil (5), das wenigstens aus einem, auf eine Frequenz eines Energieversorgungssignals abgestimmten, aus der Sekundärspule (L 2) und einem Kondensator (C 2) gebildeten Sekundärschwingkreis mit nachgechaltetem Gleichrichter (D 1 bis D 4) und Sieb­ kondensator (C 3) aufgebaut ist und die Frequenz des Energie­ versorgungssignals in einem Bereich unterhalb 10 kHz liegt und die einem Koppelglied (7) zugeordnete Empfänger- (L 4) und Primärspule (L 3) bzw. die dem Sensor zugeordnete Sende- (L 1) und Sekundärspule (L 2) jeweils in einem Doppelschalenkern (43′′, 43′) angeordnet sind, wobei sich die Doppelschalenkerne (43′′, 43′) aus zwei unterschiedlich großen, topfförmigen und konzentrisch zueinander liegenden, zwei räumlich getrennte Wicklungsräume (44, 45) bildenden Schalen mit einem gemein­ samen, zylindrischen Kern (46) zusammensetzen.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß Niederfrequenz- (NF-) Windungen (Primär- (L 3) bzw. Sekundär­ spule (L 2)) jeweils im inneren Wicklungsraum (44) und Hochfrequenz (HF-) Windungen (Sende- (L 1) bzw. Empfängerspule (L 4)) jeweils im äußeren Wicklungsraum (45) der Doppelschalenkerne (43′′, 43′) angeordnet sind.

3. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Wicklungen der Spulen (L 1 bis L 4) mit den Doppelschalenkernen (43′′, 43′) mittels einer temperaturfesten Kunstharzmasse vergossen sind.

4. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Sensor (1) in einem Felgenbett (50) des Fahrzeugrades (47) oder in einem speicherartigen, hohlkammerförmigen, zu einem Reifen hin offenen, ein Felgenbett (53) mit einer Radnabe (54) ver­ bindenden Element (56) eines Fahrzeugrades (52) anderer Aus­ führung angeordnet ist.

5. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Doppelschalenkern (43′) mit der Sekundär- (L 2) und der Sendespule (L 1) im Sensor (1) angeordnet ist.

6. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 4, bei der der Sensor (1) mit einem pneumatisch betätigbaren Druckschalter (15) zur Reifendrucküberwachung ausgestattet ist, der mit einer ringförmig an einem Sensorgehäuse (58) befestigten, eine mit Gas gefüllte Referenzkammer (60) zum Reifeninneren hin abschließenden, elektrisch leitenden Membran (59) und mit einem, bei ausreichendem Luftdruck im Reifen an einer Schalfläche (61) der Membran (59) anliegenden, isoliert im Sensorgehäuse (58) geführten Schaltkontakt (62) aufgebaut ist, dadurch gekenn­ zeichnet, daß beim Absinken des Luftdrucks im Reifen unter einen vorgegebenen Wert ein elektrischer Stromkreis zwischen dem Stromversorgungsteil (5) und dem Sendeoszillator (4) ge­ öffnet wird, indem sich die Membran (59) vom Schaltkontakt (62) abhebt.

7. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Doppelschalenkern (43′′) mit der Primär- (L 3) und der Empfängerspule (L 4), sowie ein HF-Empfänger (8) in dem am Radträger befestigten Koppelglied (7) angeordnet sind.

8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der HF-Empfänger (8) aus einem abstimmbaren, mit der Empfängerspule (L 4) parallel geschalteten und mit dieser einem Empfangsschwing­ kreis (21) bildenden Kondensator (C 4), einem diesem nach­ gechalteten HF-Filter (22), einem HF-Verstärker (23), einem Gleichrichter (25) mit einem Siebglied (C 5) und einem Kompara­ tor (26) besteht, der die am Siebglied (C 5) abfallende Spannung mit einem Referenzwert vergleicht.

9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekenn­ zeichnet, daß Schaltsignale des Komparators (26), sowie eines Achsimpulsgebers (10) von einer Auswerteeinheit (9) zu Steuersignalen für eine Anzeigeeinheit (11) verarbeitet werden.

10. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Auswerteeinheit (9) aus einem Dezimalzähler (39) mit vorgeschaltetem Logikbaustein (38) besteht, wobei der Dezimalzähler (39) Impulse von dem Achsimpulsgeber (10) zählt und von den Impulsen des HF-Empfängers (8) zurückgesetzt wird, wobei bei Ausbleiben der Impulse vom HF-Empfänger (8) bei Erreichen eines bestimmten Zählerstandes weitere Impulse vom Achsimpulsgeber (10) gesperrt und die Anzeigeeinheit (11) angesteuert wird.

11. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 und 7, dadurch gekennzeichnet, daß Primärspulen (L 3) mehrerer Koppelelemente (7, 7′) an einen, von einem NF-Oszillator (13) angesteuerten, NF-Verstärker (12) mit ausgangsseitig parallel geschaltetem Kondensator (C 6) angeschlossen sind.

12. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 und 6, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Sendeoszillator (4) in einer L-C-Hartley- Schaltung aufgebaut ist.

13. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1, 6, 11 und 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Frequenz des Sendeoszillators (4) bei ca. 700 kHz und die Frequenz des Energiesignals bei ca. 9,8 kHz liegt.

14. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1, 7 und 8, dadurch gekennzeichnet, daß das Koppelglied (7) mehrere, selektiv auf verschiedene Frequenzen abgestimmte Empfängerspulen (L 4) und/oder HF-Empfänger (8) umfaßt.

15. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1, 6 und 14, dadurch gekennzeichnet, daß am umlaufenden Teil einer oder mehrere unterschiedliche Meßsignalgrenzwerte überwachende, Sensoren (1) angeordnet sind.

16. Vorrichtung nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß die Sendeoszillatoren (4) der Sensoren (1) auf die gleiche Frequenz abgestimmt sind und die Auswerteeinheit (9) das Ausbleiben einzelner Impulse von den Sensoren (1) überwacht.

17. Vorrichtung nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß die Sendeoszillatoren (4) der Sensoren (1) mit unterschied­ lichen Frequenzen arbeiten.

18. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Sendeoszillator (4) meßsignalabhängig, z. B. druck- und temperaturabhängig modulierbar oder kodierbar ist und der HF- Empfänger (8) einen Demodulator oder Dekoder umfaßt, der meßsignalproportionale Werte an seinem Ausgang zur Weiter­ verarbeitung bzw. Anzeige zur Verfügung stellt.