DE3820579C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Temperaturfühlervorrichtung gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

In modernen Kraftfahrzeugen werden immer häufiger Systeme eingesetzt, mit deren Hilfe an einem möglichst frühen Zeit­ punkt am Fahrzeug auftretende Mängel erkannt werden, damit eine Gefährdung der Fahrzeuginsassen aufgrund eines techni­ schen Fehlers ausgeschlossen werden kann. Ein solches System beinhaltet die Überwachung des Luftdrucks in den Fahrzeug­ reifen, damit der Fahrer möglichst frühzeitig über einen ge­ fährlichen Druckabfall im Reifen informiert werden kann. Der Druck im Fahrzeugreifen kann jedoch nicht ohne weiteres mit­ tels eines einfachen Druckfühlers erfaßt werden, da der Druck wegen der stark unterschiedlichen Temperaturen der Luft im Reifen in einem relativ weiten Bereich schwankende Werte ha­ ben kann, ohne daß dadurch bereits eine Gefahr für die Fahr­ zeuginsassen besteht. Es ist also unbedingt erforderlich, auch die Lufttemperatur im Reifen zu erfassen, damit dann der ebenfalls gemessene Druck in einen normierten, tempera­ turunabhängigen Druckwert umgerechnet werden kann. Eine Über­ wachung des Reifendrucks ist auch erwünscht, um eine Optimie­ rung des Druckwerts zu ermöglichen, der abhängig von der je­ weiligen Belastung des Fahrzeugs jeweils eingestellt werden soll, wenn keine Beeinträchtigung der Fahrsicherheit eintre­ ten soll. Bei der Temperaturmessung ist allerdings darauf zu achten, daß auch tatsächlich die Lufttemperatur im Reifen möglichst unbeeinflußt von der Temperatur der Felge und der Temperatur des Reifenmaterials gemessen wird. Gerade die Fel­ gentemperatur kann sehr hoch sein, wenn wegen zahlreicher Bremsvorgänge die von den Bremsscheiben abgeleitete Wärme auf die Felgen übertragen worden ist. Die Lufttemperatur im Reifen läßt dabei auch Rückschlüsse auf die Temperatur des Reifenmaterials zu, deren Überwachung ebenfalls zur Erhöhung der Sicherheit beitragen kann.

Eine Temperaturfühlervorrichtung der gattungsgemäßen Art ist aus der DE-33 24 041 A1 bekannt. Diese bekannte Temperaturfühlervorrichtung ist Teil einer am Felgenbett angebrachten Baugruppe, mit der auch der Luftdruck im Inneren eines Fahrzeugreifens erfaßt werden kann. Die Baugruppe besteht dabei aus einem Kunststoffblock, in den die der Messung des Drucks und der Temperatur dienenden Bauelemente zusammen mit weiteren elektronischen Bauelementen eingebettet sind. Da der Kunststoffblock fest mit dem Felgenbett verbunden ist, ist die thermische Entkopplung zwischen der Felge und dem eigentlichen Temperaturmeßelement nicht gewährleistet, so daß es nicht möglich ist, die Lufttemperatur im Reifen unbeeinflußt von der Temperatur der Felge und der Temperatur des Reifenmaterials zu erfassen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Temperatur­ fühlervorrichtung gemäß der DE-33 24 041 so weiterzuentwickeln, daß mit deren Hilfe die Lufttemperatur in einem schlauchlosen Fahrzeug-Luftreifen möglichst unbeeinflußt von der Felgen- und/oder Reifentemperatur er­ faßt werden kann.

Diese Aufgabe wird durch die kennzeichnenden Merkmale im Patentanspruch 1 gelöst.

Aus der DE-26 26 475 A1 ist es bekannt, für die Messung des Reifendrucks die entsprechenden Drucksensoren in thermisch isolierenden Gehäusen unterzubringen. Das Anbringen eines Drucksensors in einem Tragring, der den Wärmeübergang auf eine Referenzdruckkammer vermindert, ist aus der DE-35 43 864 A1 bekannt.

Bei der erfindungsgemäßen Ausgestaltung der Temperaturfühlervorrichtung liegt das Fühlerelement im stillstehenden Zustand des Rei­ fens am Felgenbett an, so daß es bei einem Montieren des Rei­ fens nicht beschädigt werden kann. Sobald sich jedoch der Reifen dreht, hebt das das Fühlerelement tragende freie Ende des Trägers aufgrund der Zentrifugalkraft vom Felgenbett ab, so daß es im Luftraum des Luftreifens liegt und somit auf die Lufttemperatur im Reifen reagieren kann. Da der Träger aus einem Material mit niedriger Wärmeleitfähigkeit herge­ stellt ist, wird das Fühlerelement von der Felgentemperatur kaum beeinflußt.

Eine vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung, die sich be­ sonders für neuartige Felgen eignet, bei denen der Reifen das Felgenhorn von außen umfaßt und bei denen sich das Fel­ genbett im Falle einer Panne vollflächig auf der Innenwand des Reifens abwälzt, ist im Unteranspruch 2 gekennzeichnet. Durch diese Ausgestaltung wird bei den geschilderten neuartigen Felgen das Fühlerelement im Falle einer Reifenpanne oder beim Montieren des Reifens nicht be­ schädigt.

Eine zweckmäßige Ausgestaltung der Erfindung ist im Unteranspruch 3 gekennzeichnet.

Die Erfindung wird nun anhand des in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 eine schematische Ansicht einer herkömmlichen Felge mit einem darauf montierten Reifen, wobei das Trägerelement am Felgenbett zu erkennen ist,

Fig. 2 eine ähnliche Ansicht wie in Fig. 1, jedoch bei Verwendung einer neuartigen Felge,

Fig. 3 einen Schnitt durch einen Teil der herkömmlichen Felge an der Stelle, an der die Temperaturfühlervorrichtung am Felgenbett angebracht ist, für die in Fig. 1 dargestellten Felge,

Fig. 4 einen ähnlichen Schnitt wie in Fig. 3, jedoch für die in Fig. 2 dargestellte Felge,

Fig. 5 einen Teilschnitt längs der Linie A-A von Fig. 3 bei stillstehendem Rad und

Fig. 6 einen ebensolchen Teilschnitt wie in Fig. 5, je­ doch bei sich drehendem Rad, wobei das Fühler­ element aufgrund der wirkenden Zentrifugalkraft vom Felgenbett abgehoben ist.

Fig. 1 zeigt in einer schematischen Ansicht ein Fahrzeugrad (Rad) 10 mit einem Luftreifen (Reifen) 11, der auf einer Felge 12 montiert ist und auf einer Fahrbahn 14 rollt. Auf der Umfangsfläche des Felgenbetts 16 der Felge 12 ist eine Temperaturfühler­ vorrichtung 18 angebracht, die einen Träger 20 und ein Füh­ lerelement 22 enthält. Der Träger 20 hat eine längliche Form, und er erstreckt sich in Umfangsrichtung der Felge 12, wie in Fig. 1 zu erkennen ist. Das Fühlerelement 22 ist an einem Ende des Trägers 20 befestigt, dessen anderes Ende am Fel­ genbett 16 befestigt ist.

Im stillstehenden Zustand des Rades 10 verläuft der Träger 20 parallel zur Umfangsfläche des Felgenbetts 16; er liegt prak­ tisch in seiner gesamten Länge am Felgenbett 16 an, obwohl er nur an dem vom Fühlerelement 22 abgewandten Ende mit der Fel­ ge 12 verbunden ist. In den Ansichten der Fig. 3 und 5 ist dieses Anliegen des Trägers 20 am Felgenbett 16 bei still­ stehendem Rad 10 zu erkennen.

Der Träger 20 ist aus einem elastisch federnden Material her­ gestellt, so daß er sich unter dem Einfluß einer Zentrifugal­ kraft, die bei sich drehendem Fahrzeugrad 10 auf das Fühler­ element 22 einwirkt, in der Weise vom Felgenbett 16 abheben kann, wie in Fig. 6 dargestellt ist. Bei sich drehendem Fahr­ zeugrad 10 befindet sich das Fühlerelement 22 somit im frei­ en Luftraum innerhalb des Reifens 11, so daß es auf die darin herrschende Temperatur reagieren kann. Bei der Auswahl des Materials für den Träger 20 muß darauf geachtet werden, daß es sich um ein Material mit kleiner Wärmeleitfähigkeit han­ delt, damit das Fühlerelement 22 nicht von der Temperatur der Felge 12 beeinflußt wird. Die Länge des Trägers 20 wird so gewählt, daß sie etwa der Hälfte des radialen Abstandes zwischen dem Felgenbett 16 und der Innenumfangsfläche des Reifens 11 entspricht, wenn der Reifen 11 sich in einem fahrbe­ reiten Zustand befindet und der Reifenluftdruck den vorge­ schriebenen Betriebswert hat. Durch diese Dimensionierung wird mit Sicherheit erreicht, daß das Fühlerelement 22 selbst bei den höchsten vorkommenden Drehzahlen des Rades 10 nicht mit der Innenumfangsfläche des Reifens 11 in Kontakt kommt. Bei den höchsten vorkommenden Drehzahlen befindet sich das Füh­ lerelement vielmehr etwa in der Mitte zwischen dem Felgen­ bett 16 und der Innenumfangsfläche des Luftreifens 11.

Das Anbringen des Fühlerelements 22 am Träger 20, der sich im stillstehenden Zustand des Rades 10 an das Felgenbett 16 anlegt, hat den Vorteil, daß die Temperaturfühlervorrichtung 18 bei einem Reifenwechsel nicht durch den von der Felge 12 abzu­ nehmenden oder den auf die Felge 12 zu montierenden Reifen 11 be­ schädigt wird.

In Fig. 2 ist ein Fahrzeugrad (Rad) 24 dargestellt, bei dem der Luftreifen 26 auf einer neuartigen Felge 28 montiert ist. Bei dieser Felge 28 ist das Felgenbett 30 gegenüber den Fel­ genschultern und den Felgenhörnern nicht vertieft, so daß das Felgenbett 30 im Falle einer Reifenpanne mit der Innen­ umfangsfläche des Luftreifens 26 in Kontakt kommt. Bei die­ ser Ausgestaltung der Felge ist es möglich, selbst bei luft­ losem Luftreifen 26 noch eine längere Strecke zu fahren, ohne daß die Gefahr besteht, daß der Luftreifen 26 von der Felge 28 abspringt. Auch diese Art von Felge 28 kann mit einer Tempe­ raturfühlervorrichtung 18 der geschilderten Art ausgestattet werden. Die Temperaturfühlervorrichtung 18 wird dabei jedoch in einer Nut 34 im Felgenbett 30 angebracht, die so dimensioniert ist, daß bei stillstehendem Fahrzeugrad 24 sowohl der Träger 20 als auch das Fühlerelement 22 vollständig innerhalb der Nut 34 liegen. Die Fig. 4 zugeordnete Ausschnittvergrößerung verdeutlicht diese Anordnung. Bei dieser Anbringung der Temperaturfühler­ vorrichtung 18 kann der Luftreifen 26 ohne weiteres auf die Fel­ ge 28 montiert werden, ohne daß die Gefahr besteht, die Tem­ peraturfühlervorrichtung 18 zu beschädigen. Auch im Falle einer Reifenpanne, wenn sich das Felgenbett 30 auf der Innen­ umfangsfläche des Luftreifens 26 abwälzt, wird die Tempera­ turfühlervorrichtung 18 nicht beschädigt, da sie von der Reifen­ innenumfangsfläche einfach in die Nut 34 gedrückt werden kann. Die beschriebene Temperaturfühlervorrichtung 18 ermöglicht so­ mit eine zuverlässige Erfassung der im Inneren des Luftrei­ fens 26 herrschenden Lufttemperatur, die für eine genaue Mes­ sung des Luftdrucks im Luftreifen 26 erforderlich ist. Die Auswer­ tungselektronik, mit der beispielsweise die eine temperatur­ abhängige Widerstandsänderung des Fühlerelements 22 gemessen wird, kann beispielsweise an dem mit dem Felgenbett 30 verbun­ denen Ende des Trägers 20 auf diesem Träger 20 angebracht sein. Wenn beispielsweise der Träger 20 aus einem Kunststoffmate­ rial besteht, ist es ohne weiteres möglich, die Verbindungs­ leitungen zwischen dem Fühlerelement 22 und der Auswertungs­ elektronik in Form gedruckter Leiterbahnen auf dem Träger 20 auszuführen. Die Auswertungselektronik ist in der Zeichnung nicht besonders dargestellt, da dies für das Verständnis der Anbringung und der Wirkungsweise der Temperaturfühlervorrich­ tung 18 nicht notwendig ist.

Die von der nicht dargestellten Elektronik erfaßten Meßwerte können vom Fahrzeugrad 10, 24 induktiv zu einer Empfangsspule über­ tragen werden, die nahe beim Rad 10, 24 an der Karosserie des zugehörigen Fahrzeugs angeordnet ist. Anstelle der induk­ tiven Übertragung könnte natürlich auch eine Übertragung un­ ter Zuhilfenahme elektromagnetischer Wellen angewendet wer­ den. Die im Fahrzeug enthaltene Auswertungselektronik kann erforderlichenfalls auch unterscheiden, ob sich das Rad 10, 24 bei der Temperaturerfassung dreht oder ob es stillsteht. Dies ist deshalb notwendig, weil das Fühlerelement 22 der beschrie­ benen Temperaturfühlervorrichtung 18 bei stillstehendem Rad 10, 24 am Felgenbett 16, 30 anliegt, so daß es zu einer starken Verfälschung der zu messenden Temperatur kommt, da die Felge 12, 28 unter Umstän­ den sehr heiß sein kann. Durch eine geeignete Auswertungs­ elektronik kann eine solche Fehlmessung jedoch verhindert werden.

Claims (3)

1. Temperaturfühlervorrichtung zum Erfassen der Lufttem­ peratur in einem schlauchlosen Fahrzeug-Luftreifen, der auf einer Felge mit Felgenbett montiert ist, mit einem Fühler­ element, das auf Temperaturänderungen mit einer feststellba­ ren Änderung eines seiner physikalischen Parameter reagiert, dadurch gekennzeichnet, daß das Fühlerelement (22) an einem Ende eines länglichen, sich in Umfangsrichtung der Felge (12; 18) erstreckenden Trägers (20) angebracht ist, dessen anderes Ende am Felgenbett (16; 30) befestigt ist, und daß der Träger (20) aus einem elastisch federnden Material mit niedriger Wärmeleitfähigkeit hergestellt ist.

2. Temperaturfühlervorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Träger (20) in einer in dem Felgen­ bett (30) angebrachten Nut (34) befestigt ist, die so bemes­ sen ist, daß der Träger (20) und das an ihm angebrachte Füh­ lerelement (22) im stillstehenden Zustand des Fahrzeug-Luft­ reifens (26) vollständig innerhalb der Nut (34) liegen.

3. Temperaturfühlervorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Länge des Trägers (20) etwa dem halben radialen Abstand zwischen dem Felgenbett (16; 30) und der Innenumfangsfläche des Luftreifens (11; 26) ent­ spricht.