DE3936170A1 - Vorrichtung in kraftfahrzeugen zur uebertragung eines elektrischen signals - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Es sind derartige Vorrichtungen bekannt, die drahtlos oder mit Kontakt arbeiten. Bei ersteren wird in der Regel eine geringe Leistung induktiv oder kapazitiv übertragen. Weitere drahtlose Übertragungen sind möglich mit Infrarot- oder Ultraschall als Trägermedium. Bei­ spiele hierfür finden sich in einer Vielzahl von Druck­ schriften, von denen beispielhaft die DE-PS 27 58 698 genannt ist. Übertragungen mit Kontakten erfolgen über Schleifringe und Bürsten, beispielsweise bei Elektro­ motoren und dem Hupenkontakt eines Kraftfahrzeugs.

Bei Kraftfahrzeugen besteht ein wesentlicher Anwen­ dungsfall für die Übertragung von Leistungen und Daten­ signalen mit erheblichem Leistungs- und Frequenzumfang beispielsweise bei Einrichtungen zur Kontrolle bzw. Regulierung des Luftdrucks von Rädern. Dabei werden sowohl Daten über den Luftdruck und die Temperatur des Reifens als auch Ströme mit erheblicher Leistung zum Schalten von Ventilen übertragen. Dabei tritt insbe­ sondere das Problem der Störempfindlichkeit, der exakten Positionierung von Sender und Empfänger für die Daten­ übertragung sowie des Verschleißes für die Leistungs­ übertragung auf.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrich­ tung der eingangs genannten Art zu schaffen, bei der auf konstruktiv einfache Weise eine verschleißfreie Über­ tragung von elektrischen Signalen unterschiedlichster Leistung möglich ist.

Die Erfindung löst diese Aufgabe durch die Kennzeichen­ merkmale des Patentanspruchs 1.

Durch die elektrisch leitende Flüssigkeit wird der Stromkreis zwischen den beiden Elektroden geschlossen. Sofern beide Elektroden in die Flüssigkeit eintauchen, spielt die Frage der Positionierung der beiden Elek­ troden relativ zueinander keine Rolle. Bedingt durch die Kühlwirkung, die in der Regel ohne weiteres durch die beiden Teile gegeben ist, können auch große elektrische Leistungen übertragen werden. Aufgrund des einfachen Aufbaus lassen sich Störungen bei dieser Übertragung, beispielsweise durch externe Hochfrequenzfelder, ohne weiteres vermeiden.

Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Patentansprüchen 2 und 3 beschrieben.

Die Merkmale des Patentanspruchs 3 bieten den Vorteil einer ständigen elektrischen Verbindung zwischen den beiden Elektroden und damit eines stets geschlossenen Übertragungswegs unabhängig von der Drehlage des dreh­ baren Teils.

Die Merkmale des Patentanspruchs 2 dienen im wesent­ lichen dazu, den Reibungswiderstand, wie er beispiels­ weise bei Elektroden gegeben ist, die deutlich in den Ringkanal hervorstehen, zu vermeiden. Eine Vorrichtung, bei der die Elektroden bündig in der Oberfläche liegen, ist demgegenüber reibungsarm oder nahezu reibungsfrei und unterscheidet sich in ihrem mechanischen Widerstand allenfalls geringfügig von einer berührungsfreien Übertragungsstrecke.

In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Er­ findung zur Übertragung elektrischer Signale für die Räder eines Kraftfahrzeugs dargestellt.

In einem ausschnittsweise und im Querschnitt darge­ stellten Radlager eines Kraftfahrzeugs befindet sich zwischen einem radfesten Teil 1 und einem achsfesten Teil 2 ein Ringkanal 3. Dieser ist mit einer elektrisch leitfähigen Flüssigkeit gefüllt.

In der Oberfläche der Teile 1 und 2 befinden sich Elektroden 4 und 5, die bündig angeordnet sind und zur Verdeutlichung hervorstehend gezeichnet sind. Dabei ist die Elektrode 4 feststehend, während sich die Elektrode 5 mit dem Rad um eine Drehachse 6 dreht. Der Einfachheit halber sind die beiden Elektroden 4 und 5 gegenüber­ liegend dargestellt.

Die beiden Elektroden 4 und 5 stellen gleichzeitig einen flüssigkeitsdichten Abschluß des Kanals 3 dar, der darüber hinaus an Dichtstellen 7 und 8 nach außen abgedichtet ist.

Über die Elektroden 4 und 5 sowie die Flüssigkeit im Kanal 3 ist nunmehr ein Stromfluß möglich. Über elek­ trische Zuleitungen 9 und 10 der beiden Elektroden 4 und 5 sowie die Flüssigkeit im Kanal 3 lassen sich somit Daten- und Spannungs- bzw. Stromsignale in einem weiten Leistungsbereich übertragen. Damit ist es möglich, die Ausgangssignale nicht dargestellter Sensoren von der Felge zum Chassis des Kraftfahrzeugs zu übertragen und dort entsprechende Maßnahmen, beispielsweise eine Warnung des Fahrers bei zu geringem Reifenluftdruck, auszulösen.

Ebenfalls ist es möglich, über ein nicht dargestelltes, an sich bekanntes Reifenfüllsystem bei einem zu geringen Füllungsgrad des Reifens Luft in den Reifen zu bringen. Die zum Schalten entsprechend vorgesehener, nicht dargestellter Ventile benötigte Leistung wird wiederum über die Zuleitungen 9 und 10, die Elektroden 4 und 5 und die Flüssigkeit vom Chassis auf die Felge über­ tragen. Weitere Signale, die auf dem dargestellten Übertragungsweg weitergeleitet werden können, sind beispielsweise Informationen über den Zustand dieser nicht dargestellten Ventile, d. h. der Information "Ventil offen" bzw. "Ventil geschlossen" sowie die Energieversorgung der angesprochenen Sensoren.

Damit ist es möglich, verschleißarm und mit gutem elektrischem Wirkungsgrad elektrische Leistungen und Daten vom feststehenden auf das rotierende Teil bzw. umgekehrt zu übertragen.

Als weiterer Anwendungsfall der Erfindung ist die Übertragung elektrischer Signale zwischen einem Lenkrad und der Lenksäule zu nennen.

Claims (3)

1. Vorrichtung in Kraftfahrzeugen zur Übertragung eines elektrischen Signals von einem feststehenden auf ein rotierendes Teil, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Teile einen Ringkanal bilden, der konzentrisch zur Rotationsachse des rotierenden Teils ist, daß der Ringkanal mit einer elektrisch leitenden Flüssigkeit gefüllt ist und daß vom rotierenden und vom feststehenden Teil aus je mindestens eine im Übertragungsweg liegende Elek­ trode in den Ringkanal gerichtet ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich­ net, daß der Ringkanal vollständig mit der Flüssig­ keit gefüllt ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Elektroden bündig in der dem Ringkanal zugewandten Oberfläche der beiden Teile liegen.