DE4133993A1 - Verfahren und vorrichtung zum messen und anzeigen des druckes in einem luftreifen, ventil, ventilkappe und fernbedienungselement fuer eine solche vorrichtung - Google Patents
Verfahren und vorrichtung zum messen und anzeigen des druckes in einem luftreifen, ventil, ventilkappe und fernbedienungselement fuer eine solche vorrichtungInfo
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Description
Die Erfindung betrifft ein verfahren und eine Vorrichtung
zum Messen und Anzeigen des Druckes in einem Luftreifen.
Ferner betrifft die Erfindung ein Ventil, eine Ventilkappe
und ein Fernbedienungselement für eine solche Vorrichtung.
Die Vorrichtung ist insbesondere für die Druckmessung an den
Reifen von PKW, LKW, Omnibussen und Luftfahrzeugen bestimmt.
Aus dem Dokument DE 39 39 479 A1 ist ein Ventil bekannt, das einen
Ventilfuß aufweist, von dem ein Ventilschaft absteht. An der zum
Ventilschaft abgewandten Seite des Ventilfußes ist eine Ein
richtung zur Erzeugung eines drahtlos übermittelbaren Druck
signales (Signalerzeugungseinrichtung) angebracht, die we
nigstens einen Drucksensor, eine oder mehrere Schaltungs
einrichtung(en) zur Erzeugung des Drucksignales, und eine
Quelle für elektrische Energie aufweist. Zur drahtlosen
Signalübermittlung dient elektromagnetische Strahlung mit
Frequenzen im kHz-Bereich. Bei diesem bekannten Ventil dient
als Drucksensor eine Membran, die bei anormalem Reifendruck
auslenkbar ist. Die Membran bildet das bewegliche Schalt
glied eines mechanischen Schalters, dessen Stromkreis bei
einer Membranauslenkung geschlossen wird, woraufhin die
Sendeeinrichtung aktiviert wird. Das bekannte Ventil
erzeugt nur dann eine Signalfrequenz, wenn der zu über
wachende Reifendruck kleiner ist als ein Solldruck. Es be
steht jedoch der Wunsch, den aktuellen Reifendruck nach
Belieben im Rahmen der Reifendruckkontrolle abfragen zu
können.
Das Dokument DE 36 00 830 C1 offenbart eine Reifendruck-Meß-
und -Anzeigevorrichtung, bei der als Drucksensor eine aus
lenkbare Membran vorgesehen ist, die innerhalb einer Ventil
kappe angeordnet ist und auf welche der Reifendruck ein
wirkt. Entsprechend der reifendruckabhängigen Membranauslen
kung wird ein Permanentmagnet verstellt, und der sich ein
stellende Abstand des Permanentmagneten bezüglich einer Be
zugsebene dient als "Drucksignal". Dieser Abstand des
Magneten wird mit Hilfe eines berührungsfrei arbeitenden
Näherungssensors erfaßt, der sich in einem, unabhängig von
der Ventilkappe handhabbaren Handstück befindet, das in de
finierter Weise zur Anlage an der Ventilkappe gebracht wer
den muß. Das Ausgangssignal des Näherungssensors wird mit
Hilfe einer elektronischen Schaltung verarbeitet, die ein
Signal zum Treiben einer Druckanzeigeeinrichtung liefert.
Die Druckanzeigeeinrichtung kann als leicht ablesbare Flüs
sigkristall- oder Leuchtdioden-Ziffernanzeige mit mehreren
Anzeigefeldern ausgebildet sein. Dank einer Speichereinrich
tung kann das Ablesen des Reifendruckes auch entfernt von
der Ventilkappe vorgenommen werden. Nachteilig an der be
kannten Vorrichtung ist, daß zur Übertragung des "Drucksig
nales" das Handstück in definierter Anordnung zur Anlage an
der Ventilkappe gebracht werden muß. Ferner begrenzt die
Druckerfassung mit Hilfe einer auslenkbaren Membran die
Genauigkeit und die Reproduzierbarkeit der Druckwertermitt
lung.
Die Dokumente US-A-42 50 759 und US-A-4 704 901 offenbaren
Handgeräte, die mit einem Drucksensor, einer Stromquelle und
den notwendigen Schaltungseinrichtungen zur Erzeugung einer
digitalen Druckanzeige ausgerüstet sind. Diese Handgeräte
werden mit einem Reifenventil mechanisch gekoppelt, wobei
ein Ventilstößel niedergedrückt wird, damit der Reifendruck
den Drucksensor im Handgerät beaufschlagen kann. Wiederum
ist nachteilig der Zwang zur mechanischen Kopplung von Hand
gerät und Reifenventil. Darüber hinaus beeinflußt erfahrungs
gemäß bei derartigen Handgeräten die Art der Kopplung des
Gerätes mit dem Reifenventil die Druckanzeige.
Schließlich sind eine Reihe von Systemen zur Überwachung des
Reifendruckes bekannt, die einen Drucksensor oder -schalter
am rotierenden Rad und einen Signalgeber am Fahrgestell be
nachbart zum Rad aufweisen. Die Übertragung des Drucksigna
les erfolgt durch induktive Kopplung, welche durch ein Sig
nal des Signalgebers induziert wird (vgl. DE 37 36 803 A1
oder DE 38 01 278 A1).
Eine Aufgabe der Erfindung besteht darin, ein Verfahren zum
Messen und Anzeigen des Druckes in einem Luftreifen eines
Fahrzeugrades anzugeben, mit welchem der aktuelle Reifen
druck zu beliebigen Zeitpunkten abgefragt werden kann und
der Reifendruck mit einer Genauigkeit von wenigstens 1/10
bar erfaßt und angezeigt werden kann.
Diese Aufgabe wird durch die kennzeichnenden Merkmale im An
spruch 1 gelöst.
Eine weitere Aufgabe der Erfindung besteht darin, eine Vor
richtung zur Durchführung dieses Verfahrens bereitzustellen,
mit welcher - bei stehendem Fahrzeug - der aktuelle Reifen
druck einfach und bequem abgefragt und angezeigt werden
kann.
Diese Aufgabe wird durch die kennzeichnenden Merkmale im
Anspruch 10 gelöst.
Weiterhin soll ein Ventil für diese Vorrichtung bereitge
stellt werden.
Diese Aufgabe ist mit der Gesamtheit der Merkmale im An
spruch 21 gelöst.
Weiterhin soll eine Ventilkappe zum Zusammenwirken mit der
Vorrichtung bereitgestellt werden.
Diese Aufgabe wird mit den kennzeichnenden Merkmalen im
Anspruch 29 gelöst.
Weiterhin soll ein Fernbedienungselement für die Vorrichtung
nach Anspruch 1 bereitgestellt werden.
Diese Aufgabe wird mit den kennzeichnenden Merkmalen im An
spruch 35 gelöst.
Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfin
dung ergeben sich aus den Unteransprüchen.
Mit der vorliegenden Erfindung ist eine einfache und bequeme
Überprüfung des Reifendruckes möglich, weil eine direkte
mechanische oder physikalische Kopplung zwischen Fahrzeugrad
und Ablese-/Anzeigeinstrument nicht erforderlich ist. Viel
mehr wird das Fernbedienungselement aus einer bequemen Ent
fernung auf den zu prüfenden Reifen gerichtet, und durch
Betätigung eines Tasters oder eines Schalters wird das Akti
vierungssignal ausgelöst. Unmittelbar darauf wird auf der
großformatigen LCD-Anzeige des Fernbedienungselementes der
ziffernmäßig ausgewiesene Druck des anvisierten Reifens
angezeigt.
Das Ablese-/Anzeigeinstrument ist als Fernbedienungselement
ausgebildet, wie es beispielsweise von der Bedienung von
TV-Geräten her geläufig ist. An einer Stirnseite des läng
lichen quaderförmigen Fernbedienungselementes befindet sich
die Quelle für das Aktivierungssignal. Diese Quelle wird auf
den Reifen gerichtet, dessen Druck überprüft werden soll.
Typischerweise soll eine Entfernung zwischen Fernbedienungs
element und dem zu prüfenden Reifen von etwa 50 bis 200 cm
eingehalten werden. Das Fernbedienungselement ist mit einem
Taster oder Schalter versehen, dessen Betätigung das Akti
vierungssignal auslöst und die Empfangseinrichtung und die
Auswerteeinrichtungen in einen Bereitschaftszustand ver
setzt. Da die stromverbrauchenden Komponenten des Fernbe
dienungselementes lediglich kurzfristig in Betrieb sind,
weist die zur Stromversorgung im Fernbedienungselement vor
gesehene Batterie eine lange Lebensdauer auf. Nach Verbrauch
kann diese Batterie ausgewechselt werden.
Zu der Signalerzeugungseinrichtung am Fahrzeugrad gehören:
- - ein Drucksensor, der eine elektrische Ausgangsspan nung liefert,
- - eine Schaltungseinrichtung, welche diese elektrische Ausgangsspannung auswertet und daraus ein den Reifen druck wiedergebendes Drucksignal erzeugt,
- - eine Sendeeinrichtung für dieses Drucksignal,
- - eine Quelle für elektrische Energie,
- - eine Empfangseinrichtung für das vom Fernbedienungs element gelieferte Aktivierungssignal, und
- - eine Aktivierungseinrichtung, welche den Drucksensor, die Schaltungseinrichtung(en) und die Sendeeinrichtung dann aktiviert, nachdem ein Aktivierungssignal empfan gen worden ist.
Am Fahrzeugrad müssen lediglich die Empfangseinrichtung und
die Aktivierungseinrichtung in einem Bereitschaftszustand
gehalten werden. Hierzu ist lediglich ein minimaler Strom
verbrauch erforderlich, beispielsweise in der Größenordnung
von einigen Mikroampere. Nachdem die Empfangseinrichtung am
Fahrzeugrad ein Aktivierungssignal aufgenommen hat, akti
viert die Aktivierungseinrichtung die zur Erzeugung und
Aussendung der Signalfrequenz erforderlichen Komponenten am
Fahrzeugrad; beispielsweise werden der Drucksensor mit Span
nung versorgt und die Schaltungseinrichtung(en) und die Sen
deeinrichtung in Betrieb gesetzt. Eine Ablaufsteuerung sorgt
für eine kurzfristige Aussendung des Drucksignales; bei
spielsweise kann die Dauer der Aussendung oder die Anzahl
der gesendeten Drucksignal-Impulse begrenzt werden. Danach
wird die Energieversorgung des Drucksensors, der Schaltungs
einrichtung(en) und der Sendeeinrichtungen wieder unterbro
chen. Dank des minimalen Stromverbrauches wird eine lange
Gebrauchsdauer der Stromquelle der Signalerzeugungseinrich
tung am Fahrzeugrad erhalten. Beispielsweise können mit
einer Lithiumbatterie, mit den Abmessungen einer Knopfzelle,
die eine Nennspannung von etwa 3 V und eine Kapazität von
etwa 50 mAh aufweist, mehr als 200 Übermittlungen des
aktuellen Reifendruckes durchgeführt werden. Ersichtlich
wird auch bei regelmäßiger Reifendruck-Kontrolle - bei
spielsweise einmal pro Woche - eine mehrjährige Funktions
tüchtigkeit der Signalerzeugungseinrichtung erhalten. Dar
über hinaus könnte am Ventilfuß innerhalb des Reifenhohl
raumes ohne weiteres auch eine größere Batterie mit einer
größeren Kapazität angebracht werden.
Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfin
dung ergeben sich aus den Unteransprüchen.
Für die Ausgestaltung und Anordnung der Komponenten der Sig
nalerzeugungseinrichtung am Fahrzeugrad sind verschiedene,
alternative Ausführungsformen vorgesehen.
Bei einer ersten Ausführungsform (vgl. Anspruch 11) ist der
Luftreifen mit einem herkömmlichen Reifenventil ausgerüstet,
das ein Außengewinde zum Aufschrauben einer Ventilkappe auf
weist. Sämtliche Komponenten der Signalerzeugungseinrichtung
sind in einer Ventilkappe integriert, die druckdicht auf das
Außengewinde am Reifenventil aufschraubbar ist. Weiterhin
weist diese Ventilkappe ein Betätigungsglied auf, das bei
aufgeschraubter Ventilkappe einen Ventilstößel am Reifenven
til niederdrückt und das Reifenventil geöffnet hält, um den
Drucksensor an der Signalerzeugungseinrichtung mit dem Rei
fendruck zu beaufschlagen. Diese erste Ausführungsform ist
mehr im einzelnen in einer Patentanmeldung des zur vorlie
genden Anmeldung benannten Anmelders/Erfinders vom gleichen
Tage (int. Aktenzeichen AT-35) beschrieben. Mit der aus
drücklichen Bezugnahme auf diese Patentanmeldung soll deren
Inhalt auch zum Bestandteil der vorliegenden Unterlagen ge
macht werden.
Bei einer zweiten Ausführungsform (vgl. Anspruch 12) ist der
Luftreifen mit einem bestimmt ausgebildeten Reifenventil
ausgerüstet und sämtliche Komponenten der Signalerzeugungs
einrichtung sind an diesem Reifenventil angebracht. Diese
zweite Ausführungsform ist mehr in einzelnen in einer Pa
tentanmeldung des zur vorliegenden Anmeldung benannten An
melders/Erfinders vom gleichen Tage (int. Aktenzeichen
AT-36) beschrieben. Mit der ausdrücklichen Bezugnahme auf
diese Patentanmeldung soll deren Inhalt auch zum Bestandteil
der vorliegenden Unterlagen gemacht werden.
Bei einer dritten Ausführungsform (vgl. Anspruch 13) ist ein
Teil der Komponenten der Signalerzeugungseinrichtung an
einem bestimmt ausgebildeten Reifenventil angebracht und ein
weiterer Teil der Komponenten ist an einer angepaßten Ven
tilkappe angebracht, die auf dieses Reifenventil auf schraub
bar ist. Diese dritte Ausführungsform wird nachstehend im
einzelnen mit Bezugnahme auf die erfindungsgemäße Vorrich
tung und deren Komponenten beschrieben.
Für die drahtlose Signalübertragung zwischen Fahrzeugrad
und Fernbedienungselement wird zweckmäßigerweise eine Sig
nalübertragungsstrecke mit einer Weglänge von etwa 50 bis
200 cm vorgesehen. Bei einer kleineren Weglänge muß sich die
kontrollierende Person unnötigerweise bücken. Bei einer
größeren Weglänge ist ein unnötig hoher Energiebedarf für
die Sendeeinrichtungen erforderlich und es steigt die Ge
fahr, daß nicht nur der zu kontrollierende Reifen erfaßt
wird, sondern auch andere Reifen am gleichen oder an einem
benachbarten Fahrzeug. Besonders bewährt hat sich eine Weg
länge der Signalübertragungsstrecke von etwa 100 bis 150 cm.
Die drahtlose Signalübertragung erfolgt mit Hilfe von
elektromagnetischer Strahlung, deren Frequenz nicht beson
ders begrenzt ist. Beispielsweise können für die Signalüber
tragung vergleichsweise langwellige Frequenzen im kilo- und
mega-Hertz-Bereich vorgesehen werden. Vorzugsweise erfolgt
die Signalübertragung mit Hilfe von elektromagnetischer
Strahlung, die mit optoelektronischen Bauelementen erzeugt
und erfaßt werden kann. Ein geeigneter Frequenzbereich um
faßt den roten Teil des sichtbaren Lichtes und die nahe
Infrarotstrahlung, also Strahlung mit Wellenlängen von etwa
650 bis 1400 nm. Strahlung in diesem Wellenlängenbereich
wird nachstehend kurz als "IR-Strahlung" bezeichnet. Be
sonders bevorzugt ist Strahlung mit Wellenlängen zwischen
etwa 800 und 1000 nm, die mit Hilfe von GaAs-LED erzeugt
werden kann. Derartige Strahlung wird in der hier in Be
tracht kommenden Umgebung ausreichend reflektiert, um auch
bei ungünstiger Positionierung eines Ventils eine sichere
Signalübertragung zwischen Ventil und Fernbedienungselement
zu gewährleisten. Für die Signalübermittlung mit IR-Strah
lung der hier in Betracht kommenden Strahlungsleistung be
stehen in den meisten Staaten keine behördlichen Auflagen.
Die zur Erzeugung und Detektion erforderlichen optoelek
tronischen Bauelemente (LED, Fotodioden) sind klein, lei
stungsstark und stehen kostengünstig und handelsüblich zur
Verfügung. Durch die bekannten Fernbedienungselemente für
TV-Geräte bestehen Erfahrungen hinsichtlich der Auswahl
geeigneter optoelektronischer Bauelemente und der Auslegung
geeigneter Schaltungen für die Signalübertragung mit IR-
Strahlung.
Als Sendeeinrichtungen für die IR-Strahlung kommen die be
kannten IR-LED wie Lumineszenzdioden oder Laserdioden in
Betracht. Auch Lumineszenzdioden liefern eine weitgehend
monochromatische Strahlung. Vorzugsweise werden GaAs-LED
eingesetzt. Diese weisen einen guten Wirkungsgrad auf und
sind für die niederfrequente Modulation im kHz-Bereich ge
eignet. Diskrete LED-Bauelemente sind klein und weisen le
diglich Abmessungen im Millimeter-Bereich auf. Weiterhin
können derartige LED-Bauelemente in Hybridschaltungen inte
griert werden. Mit Hilfe optisch leitender Bauelemente und/
oder der Gehäuseform kann die Abstrahl- und Empfangs-
Charakteristik beeinflußt werden.
Im Hinblick auf die vorzugsweise vorgesehene Signalübertra
gung mit Hilfe von IR-Strahlung dient als Empfangseinrich
tung vorzugsweise eine Fotodiode. Insbesondere ist eine Si-
Fotodiode vorgesehen, die im vorgesehenen Spektralbereich
zwischen etwa 800 und 1000 nm eine hohe Empfindlichkeit auf
weist. Das Maximum der Empfindlichkeit der Si-Fotodiode
stimmt nahezu mit dem Maximum der Emission der GaAs-Diode
überein. Gegenüber anderen Strahlungsdetektoren weisen
Fotodioden eine hohe Ansprechzeit im Bereich von Nanosekun
den auf, so daß auch eine niederfrequente Modulation der IR-
Strahlung im kHz-Bereich erfaßt werden kann. Auch Fotodioden
weisen geringe Abmessungen im Millimeter-Bereich auf und
können darüber hinaus in Hybridschaltungen integriert werden.
Die an der Ventilkappe befindliche Fotodiode muß beständig
in Empfangsbereitschaft gehalten werden. Um den Stromver
brauch möglichst gering zu halten, ist der Fotodiode vor
zugsweise ein Transistor zugeordnet. In diesem Falle wird
die Fotodiode im Elementbetrieb, d. h. ohne Vorspannung, be
trieben. Bei Auftreffen der IR-Strahlung erzeugt die Foto
diode eine Spannung, die an die Basis des Transistors
angelegt wird. Es wird ein stand-by-Betrieb bei minimalem
Stromverbrauch erhalten.
Als Drucksensor wird vorzugsweise ein Absolutdruck-Sensor
eingesetzt. Vorzugsweise wird ein Absolutdruck-Sensor ver
wendet, der als Halbleiterbauelement ausgebildet ist. Geeig
nete Halbleiter-Drucksensoren sind mit geringen Abmessungen
verfügbar, beispielsweise als quaderförmige Körperchen mit
Abmessungen von etwa 6×6×3 mm. Der Chip enthält einen
hermetisch dichten Vakuum-Referenzraum und einen mit dem zu
überwachenden Reifendruck beaufschlagbaren piezo-resistiven
Wandler, dessen Widerstandselemente typischerweise nach Art
einer Wheatstone-Brücke geschaltet sind. Auf dem Chip befin
den sich zusätzliche Elemente zur Kompensation der Tempera
tureinflüsse auf Empfindlichkeit und Nullpunkts-Einstellung.
Zusätzlich kann auf dem gleichen Chip ein weiterer Sensor
zur Temperaturmessung integriert sein. Der Chip befindet
sich an einem Keramiksubstrat, das für die Bestückung einer
Platine in SMD-Technik (surface mounted device) ausgebildet
ist. Alternativ kann ein solcher Halbleiter-Absolutdruck-
Sensor in eine Hybridschaltung integrierbar sein.
Typischerweise erzeugt ein solcher Sensor als Ausgangssignal
Analogsignale in Form elektrischer Spannungen. Diese Signale
werden einem Verstärker zugeführt, der bei Bedarf auf dem
gleichen Bauelement integriert sein kann. Derartige piezo
resistive Festkörper-Absolutdruck-Sensoren sind beispiels
weise für Druckmessungen im Bereich von 0 bis 3,5 bar oder
0 bis 7,0 bar oder 0 bis 14 bar Überdruck verfügbar und sind
in einem Temperaturbereich von -40°C bis +125°C einsetzbar.
Im gleichen Temperaturbereich kann auch eine Temperaturmes
sung durchgeführt werden. In dem hier vor allem interessie
renden Druckbereich von etwa 1 bis 7 bar Überdruck wird we
nigstens eine Meßgenauigkeit von 0,1 bar erzielt.
Ein weiterer Gesichtspunkt der Erfindung betrifft die Kom
ponenten der Vorrichtung zum Messen und Anzeigen des Reifen
druckes, das sind das bestimmt ausgebildete Ventil, die be
stimmt ausgebildete Ventilkappe und das bestimmt ausgebilde
te Fernbedienungselement. Obwohl das Ventil und die Ventil
kappe in erster Linie für die Anwendung in Verbindung mit
dem vorzugsweise vorgesehenen Fernbedienungselement bestimmt
sind, könnten auch andere Einrichtungen zur Erzeugung des
Aktivierungssignales und zur Druckanzeige vorgesehen werden,
beispielsweise Sende- und Empfangseinrichtungen benachbart
zum Rad am Chassis des Fahrzeuges, sowie Anzeigeeinrichtun
gen am Armaturenbrett.
Zu dem erfindungsgemäßen Ventil gehören:
- - ein übliches, die erforderlichen Ventileinrichtungen aufweisendes Ventil für einen Luftreifen, insbesondere für Kraftfahrzeug-Luftreifen, mit einem Ventilschaft, an dem einstückig ein Ventilfuß angeformt ist;
- - ein Drucksensor, der mit dem Reifendruck beaufschlagt ist und der ein dem Reifendruck entsprechendes elektrisches Ausgangssignal liefert;
- - eine oder mehrere Schaltungseinrichtung(en) zur Er zeugung eines den Reifendruck wiedergebenden Druck signales;
- - eine Quelle für elektrische Energie; und
- - wahlweise eine Aktivierungseinrichtung, welche den Drucksensor und die Schaltungseinrichtung(en) dann aktiviert, nachdem ein Aktivierungssignal empfangen worden ist.
Das elektrische Ausgangssignal fällt typischerweise als Ana
logsignal in Form einer elektrischen Spannung an. Zu den
Schaltungseinrichtungen gehören zweckmäßigerweise ein Ver
stärker für das elektrische Ausgangssignal, ein Analog/
Digital-Wandler, eine Steuerlogik zur Erzeugung eines be
stimmt codierten Drucksignales, welches dem elektrischen
Ausgangssignal entspricht und ein Verstärker für dieses
Drucksignal. Die Steuerlogik kann beispielsweise ein Digi
talsignal in Form von Rechteckimpulsen erzeugen, wobei die
Breite der Impulse den Code trägt. Für diese Rechteckimpulse
werden Frequenzen im kHz-Bereich vorgesehen, beispielsweise
100 kHz und mehr. Mit diesem Digitalsignal wird eine Träger
frequenz moduliert, beispielsweise die von einer GaAs-Diode
erzeugte IR-Strahlung. Alternativ könnte zur Signalübertra
gung auch eine übliche Frequenzmodulation der Trägerfrequenz
vorgesehen werden. Es können auch periodische Abfolgen des
Drucksignales mit unterschiedlichen Frequenzen vorgesehen
werden, um jegliche Störung mit bzw. durch Umgebungsstrah
lung auszuschließen.
Die Schaltungseinrichtungen sind vorzugsweise einer Ablauf
steuerung unterworfen, welche die Erzeugung und Aussendung
des Drucksignales nach kurzer Dauer der Signalaussendung
wieder unterbricht; hierzu können die ausgesendeten Signal
frequenzen gezählt und die Signalaussendung nach Erreichen
eines vorgegebenen Zahlstandes unterbrochen werden; alter
nativ kann eine bestimmte Dauer der Signalaussendung ent
sprechend einer vorgegebenen Taktanzahl vorgesehen werden.
In jedem Falle ist eine solche Dauer der Signalaussendung
erforderlich und ausreichend, welche den Empfang eines aus
wertbaren Drucksignales am Fernbedienungselement gewähr
leistet. Die Begrenzung der Dauer der Signalaussendung
vermindert den Strombedarf und erhöht die verwertbare Le
bensdauer einer gegebenen Stromquelle am Ventil.
Als Aktivierungseinrichtung dient vorzugsweise ein elektro
nischer Schalter, welcher den Drucksensor und die Schal
tungseinrichtungen wahlweise mit der Strom/Spannungs-Quelle
verbindet oder diese Verbindung unterbricht. Ein solcher
elektronischer Schalter kann mit Hilfe von Transistoren
ausgeführt sein, beispielsweise als MOS-Schaltung. Alter
nativ kann die Aktivierungseinrichtung zusammen mit der
Empfangseinrichtung in der Ventilkappe untergebracht sein.
Die Empfangseinrichtung und die Aktivierungseinrichtung
werden mit Hilfe einer stromsparenden stand-by-Schaltung
ständig in einem Bereitschaftszustand gehalten. Eine bei
spielhafte stand-by-Schaltung weist lediglich einen Strom
verbrauch im Mikro-Ampere-Bereich auf, so daß mit einer
einzigen handelsüblichen Knopfzelle eine ausreichende
Lebensdauer eines Ventiles gegeben ist.
Als Quelle für elektrische Energie dient typischerweise eine
Batterie; beispielsweise können herkömmliche Knopfzellen
vorgesehen werden. Vorzugsweise wird die Batterie als wei
terer Baustein mit den Elektronik-Bauteilen der Schaltungs
einrichtungen integriert, um korrosionsanfällige Anschlüsse
zu vermeiden.
Wie bereits gesagt, ist die Signalerzeugungseinrichtung mit
Drucksensor und Energiequelle an der zum Ventilschaft abge
wandten Seite am Ventilfuß angebracht; d. h. bei bestimmungs
gemäßem Gebrauch des Ventiles ist die Signalerzeugungsein
richtung hinter der Reifenfelge und hinter dem Ventilfuß im
Inneren des Reifens angebracht. Für die Sende- und Empfangs
einrichtung muß eine Anordnung gewählt werden, welche die
Fortpflanzung des Aktivierungssignales aus der äußeren Um
gebung zu der Empfangseinrichtung sowie die Fortpflanzung
des Drucksignales von der Sendeeinrichtung in die äußere Um
gebung gewährleistet. Hierzu dient im vorliegenden Fall eine
bestimmt ausgebildete Ventilkappe, in welche die Empfangs
einrichtung für das Aktivierungssignal und die Sendeeinrich
tung für das Drucksignal integriert ist, und welche auf
einen Außengewindeabschnitt am Außenumfang des Ventilschaf
tes aufschraubbar ist, wobei im Verlauf des Aufschraubvor
ganges eine wirksame, elektrisch leitende Verbindung zwi
schen der Signalerzeugungseinrichtung am Ventilfuß mit der
Empfangseinrichtung und mit der Sendeeinrichtung an der Ven
tilkappe erzeugt wird. Hierzu können elektrisch isolierte
Verbindungsleitungen vorgesehen werden, die in je eine Boh
rung eingelegt sind, die durch den Ventilfuß und den Ventil
schaft hindurchführen und die an der Stirnfläche des Ventil
schaftes enden. Im Bereich dieser Stirnfläche enden die Ver
bindungsleitungen in elektrisch isolierten Kontakten, die
eine elektrisch leitende Verbindung zu Kontaktbahnen an der
Ventilkappe herstellen, nachdem die Ventilkappe aufge
schraubt ist.
Zur erfindungsgemäßen Vorrichtung gehört weiterhin eine be
stimmt ausgebildete Ventilkappe, welche wenigstens die
Empfangseinrichtung für das Aktivierungssignal und die Sen
deeinrichtung für das Drucksignal enthält. Die Ventilkappe
kann darüber hinaus als typische Staubschutzkappe ausgebildet
sein, mit einem zylindrischen, einseitig geschlossenen Ge
häuse. Am Innenumfang des offenen Gehäuseendes befindet sich
ein Innengewindeabschnitt, mit welchem die Ventilkappe auf
einen Außengewindeabschnitt am Ventilschaft aufschraubbar
ist. Das geschlossene Gehäuseende enthält einen transparen
ten Einsatz aus einem für IR-Strahlung durchlässigen Kunst
stoff. An der Außenseite des Einsatzes kann je ein kuppel
förmiger Dom angeformt sein, um einen Empfang des Aktivie
rungssignales aus einem weiten Empfangsbereich und eine
weitwinkelige Abstrahlung des Drucksignales zu gewährlei
sten. Die Empfangseinrichtung und die Sendeeinrichtung be
finden sich benachbart zur Innenseite dieses Einsatzes und
sind an einer Platine angebracht, die im wesentlichen ver
tikal zur Ventilkappenachse ausgerichtet ist. Bei Bedarf
können an dieser Platine auch elektrische und elektronische
Komponenten der Schaltungseinrichtung(en), insbesondere der
Aktivierungseinrichtung angebracht bzw. ausgebildet sein.
Dies ist insbesondere dann zweckmäßig, wenn die Platine mit
der Empfangseinrichtung und der Sendeeinrichtung in Hybrid
technik ausgeführt sind. Auf einem lediglich einige Quadrat
millimeter großen Chip können ohne weiteres zusätzlich auch
die Komponenten der Schaltungseinrichtungen untergebracht
werden.
Im Einzelfall könnte an dieser Platine auch der Drucksensor
angebracht und in den Chip integriert sein, sofern die Ven
tilkappe zusätzlich ein Betätigungsglied aufweist, das beim
Aufschrauben auf das Ventil einen Ventilstößel der Ventil
anordnung öffnet und offen hält, damit der Reifendruck den
Drucksensor in der Ventilkappe beaufschlagen kann. In diesem
Falle verbliebe am Ventilfuß des Reifenventils lediglich
eine Batterie, die ausreichend groß ausgeführt werden kann,
um die benötigte Kapazität für einen mehrjährigen Reifen
druck-Kontroll- und -Anzeigebetrieb zu gewährleisten.
An der Unterseite der Platine befinden sich ringförmige,
konzentrisch angeordneten Kontaktbahnen, die einerseits
mit der Empfangseinrichtung und andererseits mit der Sende
einrichtung elektrisch leitend verbunden sind. Beim Auf
schrauben der Ventilkappe auf das Reifenventil wird ein
wirksamer, elektrisch leitender Schleifkontakt zwischen den
Kontaktbahnen an der Ventilkappe und den Kontakten am Ven
tilschaft des Reifenventils erzeugt. Es können auch alter
native Anordnungen dieser Schleifkontakte vorgesehen wer
den. Beispielsweise können alternativ oder zusätzlich zu den
Schleifkontakten an der Stirnfläche des Ventilschaftes sol
che Schleifkontakte am Innenumfang und/oder am Außenumfang
des Ventilschaftes vorgesehen werden. In jedem Falle wird
je eine wirksame, elektrisch leitende Verbindung von der
Empfangseinrichtung und von der Sendeeinrichtung an der Ven
tilkappe zu der Signalerzeugungseinrichtung am Reifenventil
erzeugt. Das von der Empfangseinrichtung aufgenommene Akti
vierungssignal wird in Form elektrischer Signale an die
Signalerzeugungseinrichtung weitergeleitet. Ferner werden
die von den Schaltungseinrichtungen der Signalerzeugungs
einrichtung erzeugten elektrischen Impulse der Sendeein
richtung zugeführt und von dieser in Form der Drucksignale
ausgesendet.
Zur erfindungsgemäßen Vorrichtung gehört weiterhin ein Fern
bedienungselement, mit welchem der Druck eines bestimmten
Reifens abgefragt und angezeigt werden kann, ohne daß ein
unmittelbarer körperlicher Kontakt zwischen Reifenventil und
Fernbedienungselement hergestellt werden muß. Ein solches
Fernbedienungselement weist wenigstens auf:
- - ein flaches im wesentlichen quaderförmiges Gehäuse, an dem ein Display für die Druckanzeige und wenigstens ein Taster oder Schalter zur Aktivierung ausgebildet ist;
- - wenigstens eine Sendeeinrichtung für ein Aktivierungs signal;
- - eine Empfangseinrichtung für ein den Reifendruck wiedergebendes Drucksignal;
- - eine oder mehrere Schaltungseinrichtung(en) zur Be reitstellung des Aktivierungssignals, zur Auswertung des Drucksignales und zur Ansteuerung des Display; und
- - eine Quelle für elektrische Energie.
Das Gehäuse des Fernbedienungselementes besteht typischer
weise aus Kunststoff, ist vergleichsweise länglich im Sinne
eines "Handstückes" ausgebildet und weist eine Stirnfront
auf, welche auf den zu prüfenden Reifen gerichtet wird. An
dieser Stirnfront befindet sich ein transparenter Einsatz,
an dem Elemente zur Bündelung der Sendestrahlung und zur
Sammlung der Empfangsstrahlung ausgebildet sind.
Hinter diesem Einsatz sind die Sendeeinrichtung(en) und die
Empfangseinrichtung untergebracht. Auf der Oberseite des
Gehäuses befindet sich ein Display für eine großflächige
Ziffernanzeige, vorzugsweise in LCD-Technik. Am Gehäuse
können weitere Taster oder Schalter angebracht sein, um
Daten einzugeben und/oder bestimmte Funktionen auszuführen,
beispielsweise um den Reifen zu identifizieren, dessen Druck
gerade ermittelt wird, um den Zeitpunkt der Reifendruck-
Kontrolle abzuspeichern, oder um Daten auszulesen.
Wie bereits gesagt, ist für die Signalübertragung zwischen
Ventilkappe und Fernbedienungselement vorzugsweise eine IR-
Signal-Übertragungsstrecke vorgesehen. Folglich sind auch am
Fernbedienungselement die Sendeeinrichtung(en) vorzugsweise
als IR-Sendediode und die Empfangseinrichtung als IR-
Empfangsdiode ausgebildet.
Die Schaltungseinrichtung zur Auswertung des Drucksignales
ist vorzugsweise mit einem Filter ausgerüstet, um irgend
welche Stör- und Fremdsignale zu beseitigen.
Weiterhin ist am Fernbedienungselement vorzugsweise zusätz
lich eine Einrichtung zur Bereitstellung, Anzeige und Spei
cherung des Zeitpunktes der Reifendruckmessung vorhanden.
Für diese Einrichtung können typische Uhrenquarze mit einem
entsprechenden Modul verwendet werden. Weiterhin gehört zu
den Schaltungseinrichtungen vorzugsweise eine Speicherein
richtung zur Datenspeicherung, beispielsweise um den ge
prüften Reifen, den ermittelten Reifendruck und den Zeit
punkt der Reifendruckprüfung abzuspeichern. Die Speicherung
dieser Daten ist insbesondere für den gewerblichen Bereich
zweckmäßig, beispielsweise bei Lastkraftwagen und Omnibus
sen.
Weiterhin können am Fernbedienungselement zusätzliche Sen
soren zur Erfassung des Umgebungsdruckes und/oder der Um
gebungstemperatur vorhanden sein. Bei erheblichen Abweichun
gen des Umgebungsdruckes vom Normaldruck kann selbsttätig
eine Korrektur des angezeigten Reifendruckes vorgenommen
werden. Weiterhin kann mit der Übermittlung des Drucksig
nales auch die Temperatur des Drucksensors übermittelt wer
den. Bei Bedarf kann auch diese Temperatur bei der Bildung
der Reifendruckanzeige berücksichtigt und gegebenenfalls an
gezeigt werden.
Weiterhin können am Fernbedienungselement Einrichtungen zur
Eingabe und Speicherung des Reifensolldruckes für bestimmte
Reifen vorhanden sein. Mit dieser Einrichtung ist zweck
mäßigerweise eine Anzeige gekoppelt, welche angibt, ob der
jeweils erfaßte aktuelle Reifendruck dem vorgegebenen Rei
fensolldruck entspricht oder ob eine Korrektur des aktuellen
Reifendruckes erforderlich ist, beispielsweise durch Nach
füllen von Druckluft. Bei dieser Auswertung können auch die
Randbedingungen, wie Reifentemperatur, Umgebungsdruck und
Umgebungstemperatur berücksichtigt werden.
Nachstehend wird die Erfindung mehr in einzelnen anhand
einer bevorzugten Ausführungsform mit Bezugnahme auf die
Zeichnungen erläutert; die letzteren zeigen:
Fig. 1 schematisch die Messung und Anzeige des Rei
fendruckes eines Fahrzeug-Luftreifens mit
Hilfe einer Signalerzeugungseinrichtung am
Fahrzeugrad und einem davon räumlich entfernten
Fernbedienungselement;
Fig. 2 in einer auseinandergezogenen Explosions-
Schnittdarstellung ein Reifenventil mit
Signalerzeugungseinrichtung und eine ange
paßte Ventilkappe;
Fig. 3 eine Schnittdarstellung eines Fernbedienungs
elementes nach Fig. 1;
Fig. 4a anhand eines Blockschaltbildes die Bauelemente
und Schaltungseinrichtungen der Signalerzeu
gungseinrichtung und deren Verknüpfung;
Fig. 4b eine Untereinheit der Schaltungseinrichtungen
nach Fig. 4a; und
Fig. 5 anhand eines Blockschaltbildes die Bauelemente
und Schaltungseinrichtungen des Fernbedienungs
elementes und deren Verknüpfung.
Die Fig. 1 zeigt einen herkömmlichen, schlauchlosen Luft
reifen 3, der auf die Felge 2 eines Kraftfahrzeugrades 1
aufgezogen ist. Dieser Luftreifen 3 ist mit einem erfin
dungsgemäßen Reifenventil 4 ausgerüstet, das zusätzlich zu
den üblichen und herkömmlichen Komponenten eines Reifen
ventils eine Signalerzeugungseinrichtung und die oben er
läuterten aktiven Komponenten aufweist. Auf dieses Reifen
ventil 4 ist eine angepaßte Ventilkappe 20 aufgeschraubt,
welche die Empfangseinrichtung für das Aktivierungssignal
und die Sendeeinrichtung für das Drucksignal enthält. Zu der
Vorrichtung gehört weiterhin ein von einer Bedienungsperson
gehaltenes Fernbedienungselement 50, mit dem aus einem be
quemen Abstand zum Kraftfahrzeugrad 1 der Luftdruck des
Reifens 3 abgefragt und angezeigt werden kann.
Die in Fig. 2 dargestellte Ausführungsform eines erfin
dungsgemäßen Ventils 4 besteht im wesentlichen aus einer
herkömmlichen Ventilanordnung und einer Signalerzeugungs
einrichtung. Das Ventil 4 weist einen Ventilschaft 5 auf,
der eine Ventilbohrung 6 begrenzt. Am Innenumfang der Ven
tilbohrung 6 ist ein Ventilsitz 7 ausgebildet, an dem ein
Ventilkörper 8 anliegen kann, der von einer Feder 9 gegen
den Ventilsitz 7 gepreßt wird und das Ventil 4 verschließt.
Mit dem Ventilkörper 8 ist einstückig ein Ventilstößel 10
verbunden, durch dessen Verstellung der Ventilkörper 8 vom
Ventilsitz 7 entfernt werden kann, so daß Druckmedium durch
die Ventilbohrung 6 hindurchtreten kann. Der Außenumfang des
Ventilschaftes 5 ist mit einem abgestuften Außengewinde 11
und 12 versehen. Der Ventilschaft 5 weist eine Stirnfläche
19 auf; am gegenüberliegenden Ende des Ventilschaft 5 ist
einstückig ein Ventilfuß 15 angeformt.
Bei einer typischen Anwendung wird dieses Ventil 4 durch ein
Ventilloch in einer Felge 2 geführt, so daß - unter Zwi
schenlage einer nicht dargestellten Dichtung - der Ventil
fuß 15 an der Innenwand der Felge zur Anlage kommt. An
schließend wird eine Überwurfmutter auf das Außengewinde 12
aufgeschraubt und das Ventil 4 an der Felge 2 festgelegt.
In diesem Falle ist das Ventil 4 für einen schlauchlosen
Fahrzeugreifen bestimmt. Das gesamte Ventil 4 besteht typi
scherweise aus Metall, etwa einer Zink/Kupfer-Legierung oder
einer Aluminiumlegierung.
An der zum Ventilschaft 5 abgewandten Seite des Ventilfußes
15 ist eine Signalerzeugungseinrichtung derart angebracht,
daß eine Strömungsverbindung zwischen der Ventilbohrung 6
und dem Reifeninnenraum verbleibt. Im vorliegenden Fall ist
diese Signalerzeugungseinrichtung als Modul 40 ausgebildet,
das den Drucksensor, die Schaltungseinrichtungen zur Bildung
des Drucksignales, die Aktivierungseinrichtung und die
Quelle für elektrische Energie enthält.
Wie dargestellt, weist das Modul 40 eine Platine 41 auf, an
der diese aktiven Komponenten angebracht sind. Zu diesen
- lediglich schematisch angedeuteten - aktiven Komponenten
gehören ein Absolutdruck-Sensor 42, ein Mikroprozessor 43
und sonstige elektronische Bauelemente und Komponenten 44,
44′ 44′′, mit welchen die Schaltungseinrichtungen ausgebil
det sind. Weiterhin ist eine Knopfzelle 48 vorhanden, welche
die aktiven Komponenten mit Strom/Spannung versorgt. Alter
nativ könnte die Knopfzelle 48 an der Platine 41 befestigt
sein, oder in einem Hybridbaustein integriert sein, der
diese aktiven Komponenten umfaßt. Weiterhin sind die erfor
derlichen, lediglich schematisch angedeuteten, elektrisch
leitenden Verbindungen zwischen der Platine 41 und den ein
zelnen aktiven Komponenten sowie der Knopfzelle 48 ausge
bildet. Vorzugsweise sind diese aktiven Komponenten mit
Hilfe der SMD-Technik an der Platine 41 angebracht und/oder
ausgebildet. Sämtliche Komponenten des Moduls 40 können in
Kunstharz eingebettet sein, wobei eine Strömungsmittelver
bindung zwischen dem Absolutdruck-Sensor 42 und dem Reifen
innenraum offengehalten ist.
Wie dargestellt, kann das gesamte Modul 40 in einem Kunst
stoffgehäuse 49 untergebracht sein, das an der zum Ventil
schaft 5 abgewandten Seite des Ventilfußes 15 angebracht
ist. Das Gehäuse 49 weist - nicht dargestellte - Bohrungen
auf, über welche der Absolutdruck-Sensor 42 beständig mit
dem aktuellen Reifendruck beaufschlagt ist.
Im Material des Ventilschaftes 5 und des Ventilfußes 15 ist
je eine durchgehende Bohrung ausgespart. In jede Bohrung 16
ist je eine elektrische Verbindungsleitung 13 oder 14 ein
gelegt, welche die Platine 41 mit je einem elektrisch iso
lierten Kontakt 17 oder 18 verbindet, die im Bereich der
Stirnfläche 19 des Ventilschaftes ausgebildet sind. Alter
nativ könnten die Verbindungsleitungen 13 und 14 über die
längere Wegstrecke innerhalb der Ventilbohrung 6 geführt
sein und zusätzlich in eine kurze durchgehende Bohrung 16
eingelegt sein, die im Ventilschaftmaterial ausgespart ist
und zu den Kontakten 17 oder 18 führt. Nach Aufnahme der
Verbindungsleitungen 13, 14 sind die Bohrungen 16 druckdicht
abgedichtet, beispielsweise mit Hilfe von elastischem Kunst
harz.
Wie weiterhin aus Fig. 2 ersichtlich, weist die Ventilkappe
20 ein im wesentlichen zylindrisches Ventilkappengehäuse 21
auf, das aus Metall, beispielsweise Aluminium bestehen kann.
Am Außenumfang sind im Abstand zueinander erhabene Abschnit
te 22 ausgebildet, um eine Riffelung zu schaffen. In das
eine Gehäuseende 23 ist eine Platte 24 aus einem transparen
ten, für IR-Strahlung durchlässiges Kunststoffmaterial ein
gesetzt. An ihrer Außenseite weist diese Platte 24 zwei,
einstückig angeformte, kuppelförmige Dome 25 auf, welche
nach Art einer Linse die zu empfangende Strahlung sammeln und
die zu sendende Strahlung weitwinkelig abstrahlen. Eine
hermetisch dichte Verbindung zwischen Platte 24 und Gehäuse
21 schafft ein geschlossenes Gehäuseende 23. Das gegenüber
liegende Gehäuseende 27 ist offen und zum Aufschrauben auf
den Ventilschaft 5 eines Reifenventils 4 ausgebildet. In das
offene Gehäuseende 27 ist ein Einsatzkörper 30 eingesetzt,
der aus Messing oder aus einem dauerhaften und mechanisch
festen Kunststoff (Polytetrafluorethylen, Polyethylen) be
stehen kann. Dieser Einsatzkörper 30 besteht im wesentlichen
aus einer zylindrischen Hülse 33, an deren Innenumfang eine
erste umlaufende Schulter 34 zur Abstützung der Platte 24,
eine zweite umlaufende Schulter 35 zur Abstützung einer Pla
tine 38 und ein Innengewindeabschnitt 36 ausgebildet sind.
Sofern der Einsatzkörper 30 aus Kunststoff besteht, ist der
Innengewindeabschnitt 36 an einem Gewindering 31 aus Messing
ausgebildet, der in den Kunststoff-Einsatzkörper 30 einge
setzt oder in das Ventilkappengehäuse 21 eingeschraubt ist.
Das Gewinde am Innengewindeabschnitt 36 korrespondiert mit
einem Außengewindeabschnitt 11 am Ventilschaft 5.
An der Platine 38 ist - benachbart zur Platte 24 - eine IR-
Sendediode 45 und eine IR-Fotodiode 47 angebracht. An der
Unterseite der Platine 38 ist ein ringförmiges U-Profil an
geformt, dessen beide Stege 39 und 39′ eine Nut begrenzen,
in welche der an die Stirnfront 19 angrenzende Endabschnitt
des Ventilschaftes 5 eingreift, wenn die Ventilkappe 20 auf
das Reifenventil 4 aufgeschraubt ist. An der auf die Nut
zugerichteten Seite ist in jeden Steg 39, 39′ eine umlau
fende Kontaktbahn 37, 37′ eingelegt. Die Kontaktbahn 37 ist
elektrisch leitend mit der IR-Sendediode 45 verbunden. Die
Kontaktbahn 37′ ist elektrisch leitend mit der IR-Fotodiode
47 verbunden. Nachdem die Ventilkappe 20 auf das Reifenven
til 4 aufgeschraubt ist, liegt an der Kontaktbahn 37 der
Kontakt 17 und an der Kontaktbahn 37′ der Kontakt 18 an.
Über den Schleifringkontakt 37/17 ist die IR-Sendediode 45
und über den Schleifringkontakt 37′/18 ist die IR-Foto
diode 47 elektrisch leitend mit der Platine 41 der Signal
erzeugungeinrichtung am Ventil 4 verbunden.
Die Fig. 3 zeigt schematisch ein Fernbedienungselement 50,
das ein flaches, im wesentlichen quaderförmiges Gehäuse 51
mit den Abmessungen eines typischen Handstückes aufweist. Am
Gehäuse 51 ist in die eine Stirnfront 52 ein Einsatz 53 ein
gesetzt, der aus transparentem für IR-Strahlung durchlässi
gem Kunststoffmaterial besteht. An diesem Einsatz sind
- nicht dargestellte - Elemente zum Sammeln der zu empfan
genden Strahlung und zum Bündeln der Sendestrahlung ausge
bildet.
Die andere Stirnfront wird durch einen entfernbaren Deckel
55 gebildet, nach dessen Entfernung Batterien 56 in ein Bat
teriefach einführbar sind. Auf der Oberseite 57 des Gehäuses
51 befindet sich ein LCD-Anzeigefeld 58, ein großer Taster
59 und eine Anzahl kleinerer Taster 60, 60′, 60′′. Der große
Taster 59 dient zur Aktivierung der Komponenten des Fernbe
dienungselementes 50. Die kleineren Taster 60, 60′, 60′′ die
nen zum Eingeben oder Abfragen von Daten und zum Abrufen be
stimmter Funktionen, etwa zur Charakterisierung eines be
stimmten Reifens, zur Eingabe eines Reifensolldruckes, zur
Ausgabe gespeicherter Daten und dergleichen.
Im Inneren des Gehäuses 51 befindet sich - wie lediglich
schematisch angedeutet - eine Platine 61, an der ein Mikro
prozessor 62 und verschiedene Elektronik-Bauteile 63, 63′
und 63′′ angebracht sind, mit welchen die Schaltungseinrich
tungen für eine Sendeschaltung, für eine Empfangsschaltung
und für eine Auswerte- und Ansteuerschaltung verwirklicht
sind. Weiterhin sind benachbart zum IR-durchlässigen Einsatz
53 eine oder mehrere IR-Sendediode(n) 66 und eine - nicht
dargestellte - IR-Fotodiode angeordnet.
Mit Fig. 4a sind in Form eines Blockschaltbildes die we
sentlichen, aktiven Komponenten der Signalerzeugungseinrich
tung am Ventil 4 und an der Ventilkappe 20, sowie deren Ver
knüpfung dargestellt; im einzelnen bezeichnen:
V1 eine IR-Fotodiode zum Empfang des Aktivierungs-
Signals;
V2 einen Verstärker für das Aktivierungssignal;
V3 eine Prüf- und Auswertungseinrichtung mit Filter;
V4 eine Aktivierungseinrichtung in Form eines elektro nischen Schalters;
V5 eine elektrische Batterie;
V6 einen Absolutdrucksensor mit einer Wheatston′schen Brückenschaltung, der ein analoges Ausgangssignal in Form einer elektrischen Spannung liefert, welche den aktuellen Reifendruck wiedergibt;
V7 einen Verstärker für das Ausgangssignal;
V8 einen Analog/Digital-Wandler, um aus dem analogen Ausgangssignal ein Digitalsignal zu erzeugen;
V9 eine Steuerlogik zur Erzeugung eines digital codierten Drucksignales;
V11 einen Verstärker für das Drucksignal; und
V12 eine IR-Sendediode, welche das Drucksignal abstrahlt.
V2 einen Verstärker für das Aktivierungssignal;
V3 eine Prüf- und Auswertungseinrichtung mit Filter;
V4 eine Aktivierungseinrichtung in Form eines elektro nischen Schalters;
V5 eine elektrische Batterie;
V6 einen Absolutdrucksensor mit einer Wheatston′schen Brückenschaltung, der ein analoges Ausgangssignal in Form einer elektrischen Spannung liefert, welche den aktuellen Reifendruck wiedergibt;
V7 einen Verstärker für das Ausgangssignal;
V8 einen Analog/Digital-Wandler, um aus dem analogen Ausgangssignal ein Digitalsignal zu erzeugen;
V9 eine Steuerlogik zur Erzeugung eines digital codierten Drucksignales;
V11 einen Verstärker für das Drucksignal; und
V12 eine IR-Sendediode, welche das Drucksignal abstrahlt.
Die Komponenten V1, V2, V3 und V4 sind in einer Untereinheit
zusammengefaßt, deren schaltungstechnischer Aufbau aus Fig.
4b ersichtlich ist. Als Aktivierungssignal kann ein IR-
Rechtecksignal mit einer Frequenz von etwa 100 kHz dienen.
Mit Hilfe der IR-Fotodiode V1 wird das Aktivierungssignal
empfangen. Parallel zu der Empfangsdiode V1 befindet sich
ein Widerstand R1, der den Fotostrom in eine Spannung um
wandelt. Diese Spannung wird durch einen Transistor T1
(Feldeffekttransistor) verstärkt. Der Verstärkungsfaktor
wird durch den Kollektorwiderstand bestimmt, der möglichst
hochohmig gewählt wird. Die entstehende Kollektorspannung
wird durch einen Hochpaß R2 ausgekoppelt und über eine Diode
D an einen Kondensator C gegeben. Parallel zu dem Kondensa
tor C ist ein Entladewiderstand R3 angeordnet, der nach
einer gewissen Zeit den Kondensator C entlädt. Wenn der Kon
densator C auf eine bestimmte Spannung aufgeladen wurde,
wird ein weiterer Transistor T2 leitend, der über den elek
trischen Schalter V4 den Rest der Schaltung (V6 bis V12)
aktiviert. Über eine Rückkopplung wird verhindert, daß die
Schaltung wieder deaktiviert wird, bevor alle Daten über
tragen wurden. Der elektronische Schalter V4 ist einer
solchen Ablaufsteuerung unterworfen, daß nach einer kurz
fristigen Signalaussendung dieser elektronische Schalter V4
wieder geöffnet und damit die Energiezufuhr zu den Komponen
ten V6 bis V12 unterbrochen wird. Beispielsweise werden
diese Komponenten V6 bis V12 für eine Dauer von etwa 0,5 Se
kunden in Betrieb gesetzt.
Die Fig. 5 zeigt anhand eines Blockschaltbildes die wesent
lichen Komponenten des Fernbedienungselementes 50 und deren
Verknüpfung; zu diesen Komponenten gehören:
E1 eine Batterie zur Stromversorgung der aktiven Kompo nenten des Fernbedienungselementes;
E2 ein Eintaster zur Aktivierung des Fernbedienungs elementes;
E3 eine Anzahl weiterer Eintaster zur Eingabe von Daten;
E4 ein Mikroprozessor
E5 ein Signalgenerator zur Erzeugung eine Aktivierungs signales;
E6 ein Verstärker für das Aktivierungssignal;
E7 eine IR-Sendediode, mit welcher das Aktivierungs signal abgestrahlt wird;
E8 eine IR-Fotodiode, mit welcher das von den aktiven Komponenten des Ventiles erzeugte Drucksignal empfangen wird;
E9 ein Vorverstärker für dieses Drucksignal;
E11 ein Filter für das Drucksignal;
E12 ein wahlweise vorgesehener Absolutdrucksensor zur Erzeugung eines den Umgebungsdruck betreffenden elektrischen Ausgangssignales;
E13 ein Verstärker für das elektrische Umgebungsdruck- Ausgangssignal;
E14 ein Analog/Digital-Wandler für dieses elektrische Ausgangssignal; und
E15 eine LCD-Anzeige für den abgefragten Reifendruck und ggf. weitere Parameter;
E16 ein wahlweise vorgesehener Uhrenquarz mit zugehörigem Modul zur fortlaufenden Bildung der Tageszeit;
E17 eine Speichereinrichtung.
E1 eine Batterie zur Stromversorgung der aktiven Kompo nenten des Fernbedienungselementes;
E2 ein Eintaster zur Aktivierung des Fernbedienungs elementes;
E3 eine Anzahl weiterer Eintaster zur Eingabe von Daten;
E4 ein Mikroprozessor
E5 ein Signalgenerator zur Erzeugung eine Aktivierungs signales;
E6 ein Verstärker für das Aktivierungssignal;
E7 eine IR-Sendediode, mit welcher das Aktivierungs signal abgestrahlt wird;
E8 eine IR-Fotodiode, mit welcher das von den aktiven Komponenten des Ventiles erzeugte Drucksignal empfangen wird;
E9 ein Vorverstärker für dieses Drucksignal;
E11 ein Filter für das Drucksignal;
E12 ein wahlweise vorgesehener Absolutdrucksensor zur Erzeugung eines den Umgebungsdruck betreffenden elektrischen Ausgangssignales;
E13 ein Verstärker für das elektrische Umgebungsdruck- Ausgangssignal;
E14 ein Analog/Digital-Wandler für dieses elektrische Ausgangssignal; und
E15 eine LCD-Anzeige für den abgefragten Reifendruck und ggf. weitere Parameter;
E16 ein wahlweise vorgesehener Uhrenquarz mit zugehörigem Modul zur fortlaufenden Bildung der Tageszeit;
E17 eine Speichereinrichtung.
Wird am Fernbedienungselement 50 der Eintaster E2 betätigt,
wird der Mikroprozessor E4 und die restlichen Bauelemente
über die Batterie E1 mit der nötigen Betriebsspannung ver
sorgt. Der Mikroprozessor E4 startet einen Signalgenerator
E5 (Rechteckspannung), dessen Signal über einen Verstärker
E6 zu einer IR-Sendediode E7 gelangt, die ein Aktivierungs
signal erzeugt. Dieses Aktivierungssignal erreicht die
IR-Fotodiode V1 in/an der Ventilkappe 20 und über einen
Verstärker V2 wird die Rechteckspannung verstärkt und ge
langt zu einer Auswertung V3. Die Rechteckspannung muß mit
einer bestimmten Frequenz eine bestimmt Zeit (etwa 1 sec)
anliegen, dann wird der elektronische Schalter V4 betätigt
und die restliche Schaltung über die Batterie V5 für etwa
0,5 sec in Betrieb gesetzt. Nach ca. 1,0 sec schaltet der
Mikroprozessor E4 den Signalgenerator E5 wieder ab und
wartet auf ein Empfangssignal. Nachdem der elektronische
Schalter V4 eingeschaltet wurde, wird über den Absolutdruck-
Sensor V6 der Reifeninnendruck gemessen. Dieses analoge
Signal wird über den Verstärker V7 an einen Analog/Digi
tal-Wandler V8 gegeben, der den analogen Reifendruckwert in
ein serielles Digitalsignal umwandelt. Der Analog/Digital-
Wandler V8 sowie der Verstärker V7 werden über eine Steuer
logik V9 mit den nötigen Steuersignalen versorgt. Über den
Verstärker V7 gelangt das digitale Signal an die IR-Sende
diode V12, die den digitalen Wert aussendet. Die IR-Foto
diode E8 am Fernbedienungselement 50 empfängt den digitalen
Reifenluftdruckwert und leitet diesen an den Infrarotvor
verstärker E9 weiter. Über ein Filter E11 gelangt dieses
Signal an den Mikroprozessor E4, der daraus ein Signal zur
entsprechenden Ansteuerung des Display E15 bildet. Bei
Bedarf können hierbei auch die Reifentemperatur und die
Umgebungsbedingungen (Druck, Temperatur) berücksichtigt und
eingerechnet werden. Auf dem Display E15 wird der aktuelle
Reifendruck des abgefragten Reifens mit einer Genauigkeit
von 0,1 bar angezeigt.
Wahlweise kann am Fernbedienungselement 50 ein weiterer
Absolutdrucksensor E12 vorgesehen werden, um den Umgebungs
luftdruck mit einzuberechnen. Der analoge Wert des Absolut
drucksensors E12 gelangt an den Verstärker E13 und von dort
an den Analog/Digital-Wandler E14. Die Differenz des digita
len Wertes des Umgebungsluftdruckes und des digitalen Wertes
des absoluten Reifendruckes wird im Mikroprozessor E4 er
rechnet und auf dem Display E15 zur Anzeige gebracht.
Mit Hilfe eines Uhrenquarzes E16 und zugehörigem Modul kann
laufend die Tageszeit gebildet und in den Mikroprozessor E4
eingelesen werden. Zusätzlich ist dem Mikroprozessor E4 ein
Speicher E17 zugeordnet. In diesem Speicher E17 kann der
Zeitpunkt der Messung, die Identität des geprüften Reifens,
der gemessene Reifendruck und weitere Daten (Solldruck be
stimmter Reifen) gespeichert werden, die mit Hilfe der wei
teren Eintaster E3 eingegeben werden. Weiterhin kann mit dem
Speicher E17 das Ansteuersignal für das Display E15 eine
Zeitlang gespeichert werden.
Claims (41)
1. Ein Verfahren zum Messen und Anzeigen des Druckes in
einem Luftreifen eines Fahrzeugrades,
gekennzeichnet durch die Verfahrensschritte:
- - in räumlicher Entfernung zum Fahrzeugrad wird ein Aktivierungssignal erzeugt;
- - das Aktivierungssignal wird drahtlos zu einer Empfangseinrichtung am Fahrzeugrad übermittelt und aktiviert dort eine Aktivierungseinrichtung;
- - daraufhin aktiviert die Aktivierungseinrichtung einen Drucksensor, der ein dem aktuellen Reifen druck entsprechendes elektrisches Ausgangssignal erzeugt;
- - das elektrische Ausgangssignal wird verstärkt und zu einem Drucksignal verarbeitet, das einer Sende einrichtung am Fahrzeugrad zugeführt wird;
- - die Sendeeinrichtung strahlt das Drucksignal in die Umgebung ab;
- - das Drucksignal wird entfernt vom Fahrzeugrad aufgenommen und daraus ein Anzeigesignal gebildet, mit welchem ein Display einer Anzeigeeinrichtung angesteuert wird, um den aktuellen Reifendruck des abgefragten Luftreifens anzuzeigen.
2. Das Verfahren nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, daß
das Aktivierungssignal mit Hilfe eines Fernbedienungs
elementes erzeugt wird, das auch das Drucksignal auf
nimmt und das mit dem Display der Anzeigeeinrichtung ver
sehen ist.
3. Das Verfahren nach Anspruch 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet, daß
die drahtlose Übermittlung des Aktivierungssignales und
des Drucksignales mit Hilfe von IR-Strahlung erfolgt.
4. Das Verfahren nach Anspruch 3,
dadurch gekennzeichnet, daß
für die Signalübermittlung IR-Strahlung mit einer Wellen
länge von 650 bis 1400 nm, insbesondere IR-Strahlung mit
einer Wellenlänge von 800 bis 1000 nm dient.
5. Das Verfahren nach Anspruch 3 oder 4,
dadurch gekennzeichnet, daß
die Signalübermittlung mit einer IR-Trägerfrequenz vorge
nommen wird, die mit Rechteckimpulsen moduliert ist, die
eine Frequenz im kHz-Bereich aufweisen.
6. Das Verfahren nach einem der Ansprüche 2 bis 5,
dadurch gekennzeichnet, daß
eine drahtlose Signalübermittlung zwischen Fahrzeugrad
und Fernbedienungselement über eine Signalübertragungs
strecke mit einer Weglänge von etwa 50 bis 200 cm er
folgt.
7. Das Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6,
dadurch gekennzeichnet, daß
als Drucksensor ein Absolutdruck-Sensor dient, insbe
sondere ein Halbleiterbauelement, das einen hermetisch
dichten Referenzraum und einen piezo-resistiven Wandler
aufweist.
8. Das Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7,
dadurch gekennzeichnet, daß
der Reifendruck mit einer Genauigkeit von wenigstens
1/10 bar gemessen und angezeigt wird.
9. Das Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8,
dadurch gekennzeichnet, daß
zusätzlich zum Reifendruck auch die Reifentemperatur
ermittelt, übertragen und ausgewertet wird.
10. Eine Vorrichtung zum Messen und Anzeigen des Druckes in
einem Luftreifen eines Fahrzeugrades, mit einer am Fahr
zeugrad befindlichen und mit dem Reifendruck beauf
schlagbaren Einrichtung zur Erzeugung eines drahtlos
übermittelbaren Drucksignales (Signalerzeugungseinrich
tung, die wenigstens einen Drucksensor, eine oder meh
erere Schaltungseinrichtung(en) zur Erzeugung des Druck
signales, eine Sendeeinrichtung zum Aussenden des Druck
signales und eine Quelle für elektrische Energie auf
weist),
dadurch gekennzeichnet, daß
zusätzlich ein Fernbedienungselement (50) vorhanden ist
- - mit einer Sendeeinrichtung (66; E7) zur Aussendung eines Aktivierungssignales;
- - mit einer Empfangseinrichtung (E8) für das Druck signal;
- - mit einem Display (48; E15) für eine Druckanzeige;
- - mit einer oder mehreren Schaltungseinrichtung(en) (62, 63, 63′, 63′′; E4-E5, E6, E9, E11) zur Bereit stellung des Aktivierungssignales, zur Auswertung des Drucksignales und zur Ansteuerung des Display (58; E15);
- - mit einer Quelle (56; E1) für elektrische Energie und
- - die Signalerzeugungseinrichtung (40) zusätzlich eine Empfangseinrichtung (47; V1) für ein Aktivie rungssignal und eine Aktivierungseinrichtung (V2, V3, V4) aufweist, welche den Drucksensor (42; V6) und die Einrichtungen (43, 44, 44′, 44′′, 45; V7, V8, V9, V11, V12) zur drahtlosen Übermittlung des Drucksignales dann aktiviert, nachdem das Akti vierungssignal empfangen worden ist.
11. Die Vorrichtung nach Anspruch 10,
wobei der Luftreifen mit einem Reifenventil ausgerüstet
ist, das ein Außengewinde zum Aufschrauben einer Ventil
kappe aufweist,
dadurch gekennzeichnet, daß
die Signalerzeugungseinrichtung in eine Ventilkappe
integriert ist, die druckdicht auf das Außengewinde am
Reifenventil aufschraubbar ist; und
diese Ventilkappe ein Betätigungsglied aufweist, das bei
aufgeschraubter Ventilkappe einen Ventilstößel am Rei
fenventil niederdrückt und das Reifenventil geöffnet
hält, um den Drucksenor an der Signalerzeugungseinrich
tung mit dem Reifendruck zu beaufschlagen.
12. Die Vorrichtung nach Anspruch 10,
wobei der Luftreifen mit einem Reifenventil ausgerüstet
ist, das einen Ventilfuß aufweist, von dem ein Ventil
schaft absteht,
dadurch gekennzeichnet, daß
die Signalerzeugungseinrichtung an der zum Ventilschaft
abgewandten Seite des Ventilfußes angebracht ist.
13. Die Vorrichtung nach Anspruch 10,
wobei der Luftreifen (3) mit einem Reifenventil (4) aus
gerüstet ist, das einen Ventilfuß (15) aufweist, von dem
ein Ventilschaft (5) absteht, der einen Außengewindeab
schnitt (11) zum Aufschrauben einer Ventilkappe auf
weist,
dadurch gekennzeichnet, daß
zusätzlich eine Ventilkappe (20) vorhanden ist, in welche die Empfangseinrichtung (47; V1) für das Akti vierungssignal und die Sendeeinrichtung (45; V12) für das Drucksignal integriert ist;
eine, die restlichen aktiven Komponenten aufweisende Signalerzeugungseinrichtung (40) an der zum Ventil schaft (5) abgewandten Seite des Ventilfußes (15) ange bracht ist; und
im Verlauf des Aufschraubens der Ventilkappe (20) auf den Außengewindeabschnitt (11) am Ventilschaft (5) eine wirksame, elektrisch leitende Verbindung zwischen der Signalerzeugungseinrichtung (40) am Ventilfuß (15) mit der Empfangseinrichtung (47; V1) und mit der Sendeein richtung (45; V12) an der Ventilkappe (20) erzeugt wird.
zusätzlich eine Ventilkappe (20) vorhanden ist, in welche die Empfangseinrichtung (47; V1) für das Akti vierungssignal und die Sendeeinrichtung (45; V12) für das Drucksignal integriert ist;
eine, die restlichen aktiven Komponenten aufweisende Signalerzeugungseinrichtung (40) an der zum Ventil schaft (5) abgewandten Seite des Ventilfußes (15) ange bracht ist; und
im Verlauf des Aufschraubens der Ventilkappe (20) auf den Außengewindeabschnitt (11) am Ventilschaft (5) eine wirksame, elektrisch leitende Verbindung zwischen der Signalerzeugungseinrichtung (40) am Ventilfuß (15) mit der Empfangseinrichtung (47; V1) und mit der Sendeein richtung (45; V12) an der Ventilkappe (20) erzeugt wird.
14. Die Vorrichtung nach einem der Ansprüche 10 bis 13,
dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung für eine
drahtlose Signalübermittlung mit Hilfe von IR-Strahlung
ausgerüstet ist.
15. Die Vorrichtung nach Anspruch 14,
dadurch gekennzeichnet, daß
für die Signalübermittlung IR-Strahlung mit einer Wel
lenlänge von 650 bis 1400 nm, insbesondere IR-Strahlung
mit einer Wellenlänge von 800 bis 1000 nm vorgesehen
ist.
16. Die Vorrichtung nach einem der Ansprüche 14 oder 15,
dadurch gekennzeichnet, daß
die Vorrichtung für die Signalübermittlung mit einer
IR-Trägerfrequenz ausgerüstet ist, die mit Rechteck
impulsen moduliert ist, die eine Frequenz im kHz-Be
reich aufweisen.
17. Die Vorrichtung nach einem der Ansprüche 10 bis 16,
dadurch gekennzeichnet, daß
die Vorrichtung für eine drahtlose Signalübermittlung
zwischen Fahrzeugrad (1) und Fernbedienungselement (50)
über eine Signalübertragungsstrecke mit einer Weglänge
von etwa 50 bis 200 cm ausgerüstet ist.
18. Die Vorrichtung nach einem der Ansprüche 10 bis 17,
dadurch gekennzeichnet, daß
der Drucksensor (42; V6) ein Absolutdruck-Sensor, ins
besondere ein Halbleiterbauelement ist, das einen herme
tisch dichten Referenzraum und einen piezo-resistiven
Wandler aufweist.
19. Die Vorrichtung nach einem der Ansprüche 10 bis 18,
dadurch gekennzeichnet, daß
der Reifendruck mit einer Genauigkeit von wenigstens
1/10 bar meßbar und anzeigbar ist.
20. Die Vorrichtung nach einem der Ansprüche 10 bis 19,
dadurch gekennzeichnet, daß
zusätzlich zum Reifendruck auch die Reifentemperatur
ermittelbar, übertragbar und auswertbar ist.
21. Ein Ventil, insbesondere für eine Vorrichtung nach
einem der Ansprüche 13 bis 20,
- - mit einem Ventilfuß (15), von dem ein Ventilschaft (5) absteht,
- - mit einer Einrichtung (40) zur Erzeugung eines drahtlos übermittelbaren Drucksignales (Signaler zeugungseinrichtung), die wenigstens einen Druck sensor (42; V6), eine oder mehrere Schaltungsein richtung(en) (43, 44, 44′, 44′′; V7, V8, V9, V11) zur Erzeugung des Drucksignales, und eine Quelle (48; V5) für elektrische Energie aufweist, und die an der zum Ventilschaft abgewandten Seite des Ven tilfußes angebracht ist,
dadurch gekennzeichnet, daß
am Ventilschaft (5) ein erster, elektrisch isolierter Kontakt (17) und ein zweiter, elektrisch isolierter Kon takt (18) ausgebildet ist; und
diese Kontakte (17, 18) über je eine elektrisch isolier te Verbindungsleitung (13 und 14) wirksam mit der Sig nalerzeugungseinrichtung (40) verknüpft sind.
am Ventilschaft (5) ein erster, elektrisch isolierter Kontakt (17) und ein zweiter, elektrisch isolierter Kon takt (18) ausgebildet ist; und
diese Kontakte (17, 18) über je eine elektrisch isolier te Verbindungsleitung (13 und 14) wirksam mit der Sig nalerzeugungseinrichtung (40) verknüpft sind.
22. Das Ventil nach Anspruch 21,
dadurch gekennzeichnet, daß
jede Verbindungsleitung (13 und 14) in eine Bohrung (16)
eingelegt ist, die im Ventilschaft (5) ausgespart ist.
23. Das Ventil nach Anspruch 21,
dadurch gekennzeichnet, daß
die Kontakte (17, 18) an oder benachbart zu der Stirnfläche
(19) des Ventilschaftes (5) angeordnet sind.
24. Das Ventil nach einem der Ansprüche 21 bis 23,
dadurch gekennzeichnet, daß
die Aktivierungseinrichtung (V2, V3, V4) in die Signal
erzeugungseinrichtung (40) integriert ist.
25. Das Ventil nach Anspruch 24,
dadurch gekennzeichnet, daß
die Aktivierungseinrichtung (V2, V3, V4) einer Ablauf
steuerung unterworfen ist, welche die Erzeugung und Aus
sendung des den Reifendruck wiedergebenden Drucksignales
selbsttätig wieder unterbricht, nach dem dieses Druck
signal eine gegebene Dauer lang ausgesendet worden ist.
26. Das Ventil nach einem der Ansprüche 21 bis 25,
dadurch gekennzeichnet, daß
die aktiven Komponenten (V2 bis V11) der Signalerzeu
gungseinrichtung in einem Modul (40) zusammengefaßt
sind, das am Ventil (4) an der zum Ventilschaft (5) ab
gewandten Seite des Ventilfußes (15) angebracht ist.
27. Das Ventil nach Anspruch 26,
dadurch gekennzeichnet, daß
das Modul (40) eine Platine (41) aufweist, an welcher
die aktiven Komponenten (42, 43, 44, 44′, 44′′; V2, V3,
V4, V7, V8, V9, V11) mit Hilfe der SMD-Technik ange
bracht und/oder ausgebildet sind.
28. Das Ventil nach Anspruch 26,
dadurch gekennzeichnet, daß
das Modul (40) als integriertes Hybridbauelement ausge
bildet ist.
29. Eine Ventilkappe, insbesondere für eine Vorrichtung nach
einem der Ansprüche 13 bis 20,
mit einem einseitig geschlossenen Ventilkappengehäuse
(21), das am offenen Gehäuseende einen Innengewindeab
schnitt (36) zum Aufschrauben auf einen Außengewindeab
schnitt (11) an einem Ventilschaft (5) eines herkömm
lichen Reifenventiles (4) aufweist,
dadurch gekennzeichnet, daß
innerhalb des Ventilkappengehäuses (21) eine Empfangs einrichtung (47; V1) für das Aktivierungssignal und eine Sendeeinrichtung (45; V12) für das Drucksignal unterge bracht sind;
jede dieser Einrichtungen (45, 47) wirksam mit je einer elektrisch isolierten Kontaktbahn (37, 37′) verknüpft ist, die nach Aufschrauben der Ventilkappe (20) auf ein passend ausgebildetes Reifenventil (4) an elektrischen Kontakten (17, 18) am Reifenventil (4) anliegen, die wirksam mit der Signalerzeugungseinrichtung (40) des Reifenventiles (4) verknüpft sind.
innerhalb des Ventilkappengehäuses (21) eine Empfangs einrichtung (47; V1) für das Aktivierungssignal und eine Sendeeinrichtung (45; V12) für das Drucksignal unterge bracht sind;
jede dieser Einrichtungen (45, 47) wirksam mit je einer elektrisch isolierten Kontaktbahn (37, 37′) verknüpft ist, die nach Aufschrauben der Ventilkappe (20) auf ein passend ausgebildetes Reifenventil (4) an elektrischen Kontakten (17, 18) am Reifenventil (4) anliegen, die wirksam mit der Signalerzeugungseinrichtung (40) des Reifenventiles (4) verknüpft sind.
30. Die Ventilkappe nach Anspruch 29,
dadurch gekennzeichnet, daß
die Sendeeinrichtung (45; V12) eine IR-Sendediode, ins
besondere eine GaAs-IR-LED ist.
31. Die Ventilkappe nach Anspruch 29 oder 30,
dadurch gekennzeichnet daß
die Empfangseinrichtung (47; V1) eine IR-Fotodiode, ins
besondere eine Si-IR-Fotodiode ist.
32. Die Ventilkappe nach Anspruch 30 oder 31,
dadurch gekennzeichnet, daß
das Ventilkappengehäuse (21) ein geschlossenes Gehäuseende (23) aufweist, in das eine transparente Platte (24) aus einem für IR-Strahlung durchlässigen Material eingesetzt ist; und
die IR-Sendediode (45 V12) sowie die IR-Fotodiode (47; V1) angrenzend an diese Platte (24) angeordnet sind.
das Ventilkappengehäuse (21) ein geschlossenes Gehäuseende (23) aufweist, in das eine transparente Platte (24) aus einem für IR-Strahlung durchlässigen Material eingesetzt ist; und
die IR-Sendediode (45 V12) sowie die IR-Fotodiode (47; V1) angrenzend an diese Platte (24) angeordnet sind.
33. Die Ventilkappe nach Anspruch 32,
dadurch gekennzeichnet, daß
an der Außenseite der Platte (24) zwei kuppelförmige
Dome (25) ausgebildet sind, welche der Sendediode (45;
V12) bzw. der Fotodiode (47; V1) zugeordnet sind, und
welche nach Art einer Linse die zu empfangende Strahlung
sammeln und die zu sendende Strahlung weitwinkelig ab
strahlen.
34. Die Ventilkappe nach einem der Ansprüche 29 bis 33,
dadurch gekennzeichnet, daß
die Kontaktbahnen (37, 37) ringförmig ausgebildet sind
und nach Aufschrauben der Ventilkappe (20) auf das Rei
fentventil (4) an den Flanken des Ventilschaftes (5) be
nachbart zu dessen Stirnfläche (19) anliegen.
35. Ein Fernbedienungselement für eine Vorrichtung nach
einem der Ansprüche 10 bis 20,
gekennzeichnet durch
- - ein flaches, im wesentlichen quaderförmiges Gehäuse (51), an dem wenigstens eine Stirnfront (52) und eine Oberseite (57) ausgebildet ist;
- - ein Display (58) für die Druckanzeige an der Ge häuseoberseite (57);
- - einen Taster (59; E2) oder Schalter zur Aktivierung des Fernbedienungselementes (50);
- - eine Sendeeinrichtung (66; E7) für ein Aktivie rungssignal;
- - eine Empfangseinrichtung (E8) für ein den Reifen druck wiedergebendes Drucksignal;
- - eine oder mehrere Schaltungseinrichtung(en) (62, 63, 63′, 63′′; E4, E5, E6, E9, E11) zur Bereit stellung des Aktivierungssignals, zur Auswertung des Drucksignales und zur Ansteuerung des Display (58; E15); und
- - eine Quelle (56; E1) für elektrische Energie.
36. Das Fernbedienungselement nach Anspruch 35,
dadurch gekennzeichnet, daß
die Sendeeinrichtung (66; E7) wenigstens eine IR-Sende
diode, insbesondere eine GaAs-IR-LED aufweist.
37. Das Fernbedienungselement nach Anspruch 35 oder 36,
dadurch gekennzeichnet, daß
die Empfangseinrichtung (E8) eine IR-Fotodiode, insbe
sondere eine Si-IR-Fotodiode ist.
38. Das Fernbedienungselement nach einem der Ansprüche 35
bis 37,
dadurch gekennzeichnet, daß
an der Oberseite (57) des Gehäuses (51) weitere Taster
(60, 60′, 60′′; E3) vorhanden sind, um Daten in den
Mikroprozessor (E4) und/oder eine Speichereinrichtung
(E17) des Fernbedienungselementes (50) einzugeben.
39. Das Fernbedienungselement nach Anspruch 38,
dadurch gekennzeichnet, daß
dem Mikroprozessor (E4) zusätzlich ein Uhrenquarz (E16)
mit zugehörigem Modul zur Bildung der Tageszeit zuge
ordnet ist.
40. Das Fernbedienungselement nach Anspruch 39,
dadurch gekennzeichnet, daß
dem Mikroprozessor (E4) zusätzlich ein Halbleiterbau
element mit einem Absolutdruck-Sensor (E12, E13, E14)
zur Erfassung des Umgebungsdruckes sowie wahlweise ein
Temperatursensor zur Erfassung der Umgebungstemperatur
zugeordnet ist.
Priority Applications (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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DE4133993A DE4133993C2 (de) | 1991-10-14 | 1991-10-14 | Vorrichtung zum Messen und Anzeigen des Druckes in einem Luftreifen |
PCT/EP1992/002378 WO1993008036A1 (de) | 1991-10-14 | 1992-10-14 | Verfahren, vorrichtung und ventilkappe zum messen und anzeigen des druckes in einem luftreifen |
PCT/EP1992/002377 WO1993008035A1 (de) | 1991-10-14 | 1992-10-14 | Verfahren, vorrichtung und ventil zum messen und anzeigen des druckes in einem luftreifen |
Applications Claiming Priority (1)
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DE4133993A DE4133993C2 (de) | 1991-10-14 | 1991-10-14 | Vorrichtung zum Messen und Anzeigen des Druckes in einem Luftreifen |
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DE4133993A1 true DE4133993A1 (de) | 1993-04-22 |
DE4133993C2 DE4133993C2 (de) | 1994-06-09 |
Family
ID=6442661
Family Applications (1)
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DE4133993A Expired - Fee Related DE4133993C2 (de) | 1991-10-14 | 1991-10-14 | Vorrichtung zum Messen und Anzeigen des Druckes in einem Luftreifen |
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