DE4133999A1 - Vorrichtung zum messen und anzeigen des druckes in einem luftreifen, ventil und fernbedienungselement fuer eine solche vorrichtung - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Messen und An­ zeigen des Druckes in einem Luftreifen. Ferner betrifft die Erfindung ein Ventil und ein Fernbedienungselement für eine solche Vorrichtung. Die Vorrichtung ist insbesondere für die Druckmessung an den Reifen von PKW, LKW, Omnibussen und Luftfahrzeugen bestimmt.

Ein Ventil nach dem Oberbegriff des Anspruches 1 ist aus dem Dokument DE 39 39 479 A1 bekannt. Bei diesem bekannten Ven­ til dient als Drucksensor eine Membran, die bei anormalem Reifendruck auslenkbar ist. Die Membran bildet das beweg­ liche Schaltglied 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 überwachende Reifendruck kleiner ist als ein Solldruck. Es besteht 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-47 04 901 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. Darüberhinaus 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).

Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, ein Ventil der ein­ gangs genannten Art dahingehend weiterzubilden, daß der aktu­ elle Reifendruck zu beliebigen Zeitpunkten abgefragt werden kann und der Reifendruck mit einer Genauigkeit von wenig­ stens 1/10 bar erfaßt und angezeigt werden kann.

Diese Aufgabe wird durch die kennzeichnenden Merkmale im An­ spruch 10 gelöst.

Eine weitere Aufgabe der Erfindung besteht darin, eine dieses Ventil beinhaltende Vorrichtung bereitzustellen, mit deren Hilfe - bei stehendem Fahrzeug - der aktuelle Reifen­ druck einfach und bequem abgefragt und angezeigt werden kann.

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

Weiterhin soll ein Fernbedienungselement für die Vorrichtung nach Anspruch 1 bereitgestellt werden.

Diese Aufgabe wird mit den kennzeichnenden Merkmalen im An­ spruch 21 gelöst.

Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfin­ dung ergeben sich aus den Unteransprüchen.

Mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist eine einfache und bequeme Überprüfung des Reifendruckes möglich, weil eine direkte mechanische oder physikalische Kopplung zwischen Ventil und Fernbedienungselement nicht erforderlich ist. Vielmehr wird das Fernbedienungselement aus einer bequemen Entfernung 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.

Es ist ein Fernbedienungselement von der Art vorgesehen, wie es beispielsweise von der Bedienung von TV-Geräten her ge­ läufig ist. An einer Stirnseite des länglichen quaderförmi­ gen Fernbedienungselementes befindet sich die Quelle für das Aktivierungssignal. Diese Quelle wird auf den Reifen ge­ richtet, dessen Druck überprüft werden soll. Typischerweise soll eine Entfernung zwischen Fernbedienungselement 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 Aktivierungssignal auslöst und die Empfangseinrichtung und die Auswerteeinrich­ tungen in einen Bereitschaftszustand versetzt. Da die strom­ verbrauchenden Komponenten des Fernbedienungselementes le­ diglich kurzfristig in Betrieb sind, weist die zur Stromver­ sorgung im Fernbedienungselement vorgesehene Batterie eine lange Lebensdauer auf. Nach Verbrauch kann diese Batterie ausgewechselt werden.

An dem Ventil sind untergebracht:

• - 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.

An dem Ventil 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 der Ventilkappe ein Aktivierungssignal aufgenommen hat, akti­ viert die Aktivierungseinrichtung die zur Erzeugung und Aussendung der Signalfrequenz erforderlichen Komponenten an der Ventilkappe; beispielsweise werden der Drucksensor mit Spannung versorgt und die Schaltungseinrichtung(en) und die Sendeeinrichtung in Betrieb gesetzt. Eine Ablaufsteuerung sorgt für eine kurzfristige Aussendung des Drucksignales; beispielsweise 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 an der Ventilkappe 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-Kon­ trolle - beispielsweise einmal pro Woche - eine mehr­ jährige Funktionstüchtigkeit des Ventils erhalten. Darüber­ hinaus könnte am Ventilfuß innerhalb des Reifenhohlraumes 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 drahtlose Signalübertragung zwischen Ventil und Fernbedienungselement wird zweckmäßigerweise eine Signal­ übertragungsstrecke 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 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 darüberhinaus in Hybridschaltungen integriert werden. Die am Ventil befindliche Fotodiode muß beständig in Empfangsbereitschaft gehalten werden. Um den Stromverbrauch möglichst gering zu halten, ist der Fotodiode vorzugsweise ein Transistor zugeordnet. In diesem Falle wird die Foto­ diode im Elementbetrieb, d. h. ohne Vorspannung, betrieben. Bei Auftreffen der IR-Strahlung erzeugt die Fotodiode eine Spannung, die an die Basis des Transistors angelegt wird. Es wird ein stand-by-Betrieb bei minimalem Stromverbrauch er­ halten.

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 piezoresistiven 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 14 bar Überdruck wird wenigstens eine Meßgenauigkeit von 0,1 bar erzielt.

Ein weiterer Gesichtspunkt der Erfindung betrifft die Kompo­ nenten der Vorrichtung zum Messen und Anzeigen des Reifen­ druckes, das sind das bestimmt ausgebildete Ventil und das bestimmt ausgebildete Fernbedienungselement. Obwohl das Ven­ til in erster Linie für die Anwendung in Verbindung mit dem vorzugsweise vorgesehenen Fernbedienungselement bestimmt ist, 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 Sendeeinrichtung, welche das Drucksignal in die Umgebung abstrahlt;
• - eine Empfangseinrichtung für ein Aktivierungssignal;
• - eine Aktivierungseinrichtung, welche den Drucksensor, die Schaltungseinrichtung(en) und die Sendeeinrichtung dann aktiviert, nachdem ein Aktivierungssignal empfan­ gen worden ist; und
• - eine Quelle für elektrische Energie.

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/Di­ gital-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.

Wie bereits gesagt, wird die Datenübertragung vorzugsweise mit Hilfe von IR-Strahlung durchgeführt. In diesem Falle ist als Sendeeinrichtung eine IR-Sendediode und als Empfangs­ einrichtung eine IR-Empfangsdiode vorgesehen, wie sie vor­ stehend erläutert worden sind.

Die Schaltungseinrichtungen und die Sendeeinrichtung sind vorzugsweise einer Ablaufsteuerung unterworfen, welche die Erzeugung und Aussendung des Drucksignales nach kurzer Dauer der Signalaussendung wieder unterbricht; hierzu können die ausgesendeten Signalfrequenzen gezählt und die Signalaussen­ dung nach Erreichen eines vorgegebenen Zählstandes unterbro­ chen werden; alternativ kann eine bestimmte Dauer der Sig­ nalaussendung entsprechend einer vorgegebenen Taktanzahl vorgesehen werden. In jedem Falle ist eine solche Dauer der Signalaussendung erforderlich und ausreichend, welche den Empfang eines auswertbaren Drucksignales am Fernbedienungs­ element gewährleistet. Die Begrenzung der Dauer der Signal­ aussendung vermindert den Strombedarf und erhöht die ver­ wertbare Lebensdauer einer gegebenen Stromquelle an dem Ven­ til.

Als Aktivierungseinrichtung dient vorzugsweise ein elektro­ nischer Schalter, welcher den Drucksensor, die Schaltungs­ einrichtungen und die Sendeeinrichtung 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.

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 können insbesondere nachstehen­ de Alternativen vorgesehen werden.

Die Sendeeinrichtung und die Empfangseinrichtung sind in die Signalerzeugungseinrichtung integriert. Sämtliche opto-elek­ tronischen Komponenten und Schaltungseinrichtungen ein­ schließlich Drucksensor können in einem Modul zusammengefaßt werden, was die Herstellung erleichtert und den Zusammenbau vereinfacht. In diesem Falle wird wenigstens ein optisches Bauelement vorgesehen, das die Sendeeinrichtung und die Empfangseinrichtung "optisch" leitend mit dem Außenumfang des Ventilschaftes verbindet, um eine solche Fortpflanzung der Signale zu gewährleisten. Vorzugsweise kann zu diesem optischen Bauelement wenigstens ein Lichtwellenleiter gehö­ ren, der in eine Bohrung eingelegt ist, die durch den Ven­ tilfuß und wenigstens einen Abschnitt des Ventilschaftes hindurchführt und sich zum Außenumfang des Ventilschaftes öffnet. Zusätzlich kann ein ringförmiger Körper vorgesehen werden, der am Außenumfang des Ventilschaftes festgelegt ist und der optisch leitend mit dem Lichtwellenleiter verbunden ist. Dem ringförmigen Körper kann ein Reflektor zugeordnet sein, der am Außenumfang des Ventilschaftes anliegt und der für eine Sammlung/Abstrahlung rund um den Ventilschaft herum sorgt. Mit diesen Einrichtungen zur Fortpflanzung der Sig­ nalstrahlung kann - bei beliebiger Ventilstellung - ein aus­ reichender Empfang des Aktivierungssignales und eine ausrei­ chende Ausbreitung des Drucksignales gewährleistet werden.

Vorzugsweise ist bei dieser Alternative vorgesehen, daß die genannten Komponenten, das ist der Drucksensor, die Elektro­ nik-Bauteile der Schaltungseinrichtungen, die Sendeeinrich­ tung, die Empfangseinrichtung, die Aktivierungseinrichtung und die Energiequelle in einem Modul zusammengefaßt sind, das am Ventilfuß angebracht ist. Ein solches Modul kann bei­ spielsweise in Hybridtechnik ausgeführt sein und neben den verschiedenen Schaltungseinrichtungen auch den Absolutdruck- Sensor, die IR-LED und die IR-Fotodiode umfassen. Alternativ kann das Modul als beidseitig bestückte Platine ausgebildet sind, an welcher die verschiedenen Komponenten und Bauteile in SMD-Technik (surface mounted device) ausgebildet und/oder angebracht sind. Die Zusammenfassung dieser Komponenten in einem Modul erleichtert die Serienfertigung und fördert die Miniaturisierung. Ein beispielhaftes Modul (SMD-Technik) ist als runder, scheibenförmiger Körper ausgebildet und weist einen Durchmesser von etwa 15 mm und eine Bauhöhe von etwa 4 mm auf. Das Gewicht beträgt etwa 3 bis 4 g. Sofern das Modul in Hybridtechnik ausgeführt ist, lassen sich auf einem weni­ ge Quadratmillimeter großen Chip sämtliche Komponenten/Funk­ tionen verwirklichen.

Bei einer alternativen Ausführungsform sind die Sendeein­ richtung und/oder die Empfangseinrichtung am Außenumfang des Ventilschaftes angebracht. Die Sendeeinrichtung und die Empfangseinrichtung sind mit Gehäusen, Reflektoren und/oder Lichtleitelementen versehen, um eine weitwinkelige Sammlung/Ab­ strahlung der IR-Strahlung zu gewährleisten, vorzugsweise um den gesamten Umfang des Ventilschaftes herum. Weiterhin ist je eine wirksame, elektrisch leitende Verbindung von der Empfangseinrichtung und von der Sendeeinrichtung zu der Sig­ nalerzeugungseinrichtung gegeben. Das von der Empfangsein­ richtung aufgenommene Aktivierungssignal wird in Form elek­ trischer Signale an die Signalerzeugungseinrichtung weiter­ geleitet. Ferner werden die von den Schaltungseinrichtungen der Signalerzeugungseinrichtung erzeugten elektrischen Im­ pulse der Sendeeinrichtung 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-Kon­ trolle 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 eines Reifenventils und einem davon räumlich entfernten Fernbedienungselement;

Fig. 2a in einer Schnittdarstellung eine erste Aus­ führungsform des Ventils nach Fig. 1;

Fig. 2b in einer Schnittdarstellung eine zweite Aus­ führungsform des Ventils nach Fig. 1;

Fig. 3 eine Schnittdarstellung eines Fernbedienungs­ elementes nach Fig. 1;

Fig. 4a anhand eines Blockschaltbildes die Bauelemente und Schaltungseinrichtungen des Ventils 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. Zu der Vorrichtung gehört weiterhin ein von einer Bedienungsperson gehaltenes Fernbedienungselement 50, mit dem aus einem bequemen Ab­ stand zum Kraftfahrzeugrad 1 der Luftdruck des Reifens 3 abgefragt und angezeigt werden kann.

Die in Fig. 2a 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 1 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. Am Ventilschaft 5 ist einstückig ein Ven­ tilfuß 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 eine 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 ein Modul 40 ausge­ bildet, das sämtliche für die Signalbildung und -übermitt­ lung erforderlichen aktiven Komponenten enthält.

Wie dargestellt, weist das Modul 40 eine Platine 41 auf, an der sämtliche aktiven Komponenten angebracht sind. Zu diesen - lediglich schematisch angedeuteten - aktiven Komponenten gehören ein Absolutdruck-Sensor 42, ein Mikroprozessor 43 und sonstige elektronischen Bauelemente und Komponenten 44, 44′, 44′′, mit welchen die Schaltungseinrichtungen ausge­ bildet sind, eine IR-Sendediode 45 und eine IR-Fotodiode 47. Weiterhin ist eine Knopfzelle 48 vorhanden, welche die akti­ ven Komponenten mit Strom/Spannung versorgt. Alternativ könnte die Knopfzelle 48 an der Platine 41 befestigt sein, oder in einem Hybridbaustein integriert sein, der sämt­ liche 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.

Am Außenumfang des Ventilschaftes 5, vorzugsweise im Über­ gangsbereich zwischen dem engeren Gewindeabschnitt 11 und dem weiteren Gewindeabschnitt 12 ist ein ringförmiger Kör­ per 20 aus transparentem Kunststoffmaterial angeordnet. Der Körper 20 ist um den gesamten Außenumfang des Ventilschaf­ tes 5 herumgeführt. Zwischen Ventilschaft 5 und ringförmigem Körper 20 kann ein Reflektor 21 angeordnet sein. Wenigstens ein Lichtwellenleiter 22 sorgt für eine optisch leitende Verbindung zwischen dem ringförmigen Körper 20 und der IR-Sendediode 45 sowie der IR-Fotodiode 47. Je ein Lichtwel­ lenleiter 22 kann in eine durchgehende Bohrung 16 eingelegt sein, die im Material des Ventilschaftes 5 und des Ventil­ fußes 15 ausgespart ist. Alternativ könnte der/die Licht­ wellenleiter 22 über die längere Wegstrecke innerhalb der Ventilbohrung 6 geführt sein und zusätzlich in eine kurze durchgehende Bohrung 16 eingelegt sein, die im Ventilschaft­ material ausgespart ist und zum ringförmigen Körper 20 führt. Nach Aufnahme des Lichtwellenleiters 22 ist die Boh­ rung 16 druckdicht abgedichtet, beispielsweise mit Hilfe von elastischem Kunstharz.

Ein auf den ringförmigen Körper 20 auftreffendes Aktivie­ rungssignal wird über den Lichtwellenleiter 22 zur IR-Foto­ diode 47 geführt und erzeugt dort einen Fotostrom, dessen Spannung aufgenommen und ausgewertet wird. Das von der IR-Sendediode 45 erzeugte Drucksignal wird in den Lichtwellen­ leiter 22 eingespeist und über den ringförmigen Körper 20 in die Umgebung abgestrahlt. Bei Bedarf könnte auch je ein ringförmiger Körper für Empfangszwecke und ein weiterer für Sendezwecke vorgesehen werden.

Die Fig. 2b zeigt ein abgewandeltes Ventil 4, das im we­ sentlichen mit dem Ventil 4 nach Fig. 2a übereinstimmt. Ab­ weichend sind die IR-Sendediode 45 und die IR-Fotodiode 47 am Außenumfang des Ventilschaftes 5 angeordnet und über Ver­ bindungsleitungen 26 mit der Platine 41 der Signalerzeu­ gungseinrichtung verknüpft. Wiederum können die elektrisch leitenden Verbindungsleitungen 26 in Bohrungen 16 eingelegt sein, die im Ventilfuß 15 und im Ventilschaft 5 ausgespart sind. Je ein ringförmiges Lichtleitelement 25 bzw. 27 ist optisch mit der Sendediode 45 bzw. mit der Fotodiode 47 ge­ koppelt und sorgt für eine(n) weitwinkelige(n) Empfang/Ab­ strahlung der Signale.

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 des Ventiles 4 und deren Verknüpfung 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.

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 eines 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-Aus­ gangssignal;
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 im/am Ventil 4 und über einen Verstärker V2 wird die Rechteckspannung verstärkt und gelangt zu einer Auswertung V3. Die Rechteckspannung muß mit einer bestimmten Frequenz eine bestimmte 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 Empfangs­ signal. Nachdem der elektronische Schalter V4 eingeschaltet wurde, wird über den Absolutdruck-Sensor V6 der Reifeninnen­ druck gemessen. Dieses analoge Signal wird über den Verstär­ ker V7 an einen Analog/Digital-Wandler V8 gegeben, der den analogen Reifendruckwert in ein serielles Digitalsignal um­ wandelt. Der Analog/Digital-Wandler V8 sowie der Verstärker V7 werden über eine Steuerlogik V9 mit den nötigen Steuer­ signalen versorgt. Über den Verstärker V7 gelangt das digi­ tale Signal an die IR-Sendediode V12, die den digitalen Wert aussendet. Die IR-Fotodiode E8 am Fernbedienungselement 50 empfängt den digitalen Reifenluftdruckwert und leitet diesen an den Infrarotvorverstärker 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) berücksich­ tigt 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 (29)

1. Eine Vorrichtung zum Messen und Anzeigen des Druckes in einem Luftreifen, mit einem Ventil (4)

• - mit einem Ventilfuß (15), von dem ein Ventilschaft (5) absteht,
• - mit einer Einrichtung (40) zur Erzeugung eines drahtlos übermittelbaren Drucksignals (Signalerzeu­ gungseinrichtung), die wenigstens einen Drucksensor (40), eine oder mehrere Schaltungseinrichtung(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 (5) abgewandten Seite des Ventilfußes (15) angebracht ist, und
• - mit einer Sendeeinrichtung zum Aussenden des Druck­ signales,

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 (58; 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

das Ventil (4) zusätzlich eine Empfangseinrichtung (47; V1) für das Aktivierungssignal sowie eine Aktivierungs­ einrichtung (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 Druck­ signales dann aktiviert, nachdem das Aktivierungssignal empfangen worden ist.

2. Die Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung für eine drahtlose Signalübermittlung zwischen dem Ventil (4) und dem Fernbedienungselement (50) mit Hilfe von IR-Strahlung ausgerüstet ist.

3. Die Vorrichtung nach Anspruch 2, 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 vorgesehen ist.

4. Die Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung für eine drahtlose Signalübermittlung zwischen Ventil (4) und Fernbedienungselement (50) über eine Signalübertragungsstrecke mit einer Weglänge von etwa 50 bis 200 cm ausgerüstet ist.

5. Die Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung für die Signalübermittlung mit einer IR-Trägerfrequenz ausgerüstet ist, die mit Rechteckimpulsen moduliert ist, die eine Frequenz im kHz-Bereich aufwei­ sen.

6. Die Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Drucksensor (42; V6) ein Absolutdruck-Sensor ist.

7. Die Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Absolutdruck-Sensor ein Halbleiterbauelement ist, das einen hermetisch dichten Referenzraum und einen piezo-resistiven Wandler aufweist.

8. Die Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Reifendruck mit einer Genauigkeit von wenigstens 1/10 bar meßbar und anzeigbar ist.

9. Die Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß zusätzlich zum Reifendruck auch die Reifentemperatur er­ mittelbar, übertragbar und auswertbar ist.

10. Ein Ventil, insbesondere für eine Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9,

• - mit einem Ventilfuß (15), von dem ein Ventilschaft ab­ steht,
• - mit einer Einrichtung (40) zur Erzeugung eines draht­ los übermittelbaren Drucksignales (Signalerzeugungs­ einrichtung), die wenigstens einen Drucksensor (42; V6), eine oder mehrere Schaltungseinrichtung(en) (43, 44, 44′, 44′′; V7, V8, V9, V11) zur Erzeugung des Drucksignales, und eine Quelle (48; V5) für elektri­ sche Energie aufweist, und die an der zum Ventilschaft (5) abgewandten Seite des Ventilfußes (15) angebracht ist, und
• - mit einer Sendeeinrichtung (45; V12) für das Druck­ signal,

dadurch gekennzeichnet, daß das Ventil (4) zusätzlich eine Empfangseinrichtung (47; V1) für ein Aktivierungssignal und eine Aktivierungsein­ richtung (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 Aktivierungs­ signal empfangen worden ist.

11. Das Ventil nach Anspruch 10 dadurch gekennzeichnet, daß die Sendeeinrichtung (45; V12) eine IR-Sendediode, ins­ besondere eine GaAs-IR-LED ist.

12. Das Ventil nach Anspruch 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Empfangseinrichtung (47; V1) eine IR-Fotodiode, ins­ besondere eine Si-IR-Fotodiode ist.

13. Das Ventil nach einem der Ansprüche 10 bis 12, dadurch gekennzeichnet, die Aktivierungseinrichtung (V2, V3, V4) einen elektro­ nischen Schalter (V4) aufweist, welcher die nachgeschal­ teten aktiven Komponenten (V6, V7, V8, V9, V11, V12) des Ventiles (4) dann mit Strom/Spannung versorgt, nach­ dem ein Aktivierungssignal empfangen worden ist.

14. Das Ventil nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Aktivierungseinrichtung (V2, V3, V4) einer Ablauf­ steuerung unterworfen ist, welche die Aussendung des den Reifendruck wiedergebenden Drucksignales selbsttätig wieder unterbricht, nachdem dieses Drucksignal eine ge­ gebene Dauer lang ausgesendet worden ist.

15. Ventil nach einem der Ansprüche 10 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß
die Signalerzeugungseinrichtung eine Platine (41) auf­ weist, an der zusätzlich zu dem Drucksensor (42; V6), der Schaltungseinrichtungen (43, 44, 44′, 44′′; V7, V8, V9, V11) und der Aktivierungseinrichtung (V2, V3, V4) auch die Sendeeinrichtung (45; V12) und die Empfangs­ einrichtung (47; V1) angebracht oder ausgebildet sind; und
wenigstens ein optisches Bauelement vorhanden ist, wel­ ches die Empfangseinrichtung (47; V1) und die Sendeein­ richtung (44; V12) mit dem Außenumfang des Ventilschaf­ tes (5) verbindet und die Fortpflanzung des Aktivie­ rungssignales aus der äußeren Umgebung zu der Empfangs­ einrichtung (47; V1) sowie die Fortpflanzung des Druck­ signales von der Sendeeinrichtung (45; V12) in die äußere Umgebung gewährleistet.

16. Ventil nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß zu dem optischen Bauelement wenigstens ein Lichtwellen­ leiter (22) gehört, der in eine Bohrung (16) eingelegt ist, die durch den Ventilfuß (15) und wenigstens einen Abschnitt des Ventilschaftes (5) hindurchführt und sich zum Außenumfang des Ventilschaftes (5) hin öffnet.

17. Das Ventil nach einem der Ansprüche 10 bis 16, dadurch gekennzeichnet, daß die aktiven Komponenten (V1 bis V12) des Ventils (4) in einem Modul (40) zusammengefaßt sind, das am Ventil (4) an der zum Ventilschaft (5) abgewandten Seite des Ventilfußes (15) angebracht ist.

18. Das Ventil nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß das Modul (40) eine Platine (41) aufweist, an welcher die aktiven Komponenten (42, 43, 44, 44′, 44′′; V1, V2, V3, V4, V7, V8, V9, V11, V12) mit Hilfe der SMD-Technik angebracht und/oder ausgebildet sind.

19. Das Ventil nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß das Modul (40) als integriertes Hybridbauelement ausge­ bildet ist.

20. Das Ventil nach einem der Ansprüche 10 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß
die Sendeeinrichtung (45; V12) und/oder die Empfangsein­ richtung (47; V1) am Außenumfang des Ventilschaftes (5) angebracht ist; und
eine wirksame, elektrisch leitende Verbindung (26) dieser Einrichtung(en) mit der Platine (41) der Signal­ erzeugungseinrichtung gegeben ist.

21. Ein Fernbedienungselement für eine Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, 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.

22. Das Fernbedienungselement nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, daß die Sendeeinrichtung (66; E7) wenigstens eine IR-Sende­ diode, insbesondere eine GaAs-IR-LED aufweist.

23. Das Fernbedienungselement nach Anspruch 21 oder 22, dadurch gekennzeichnet, daß die Empfangseinrichtung (E8) eine IR-Fotodiode, insbe­ sondere eine Si-IR-Fotodiode ist.

24. Das Fernbedienungselement nach einem der Ansprüche 21 bis 23, 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.

25. Das Fernbedienungselement nach Anspruch 24, dadurch gekennzeichnet, daß dem Mikroprozessor (E4) zusätzlich ein Uhrenquarz (E16) mit zugehörigem Modul zur Bildung der Tageszeit zugeord­ net ist.

26. Das Fernbedienungselement nach Anspruch 24, dadurch gekennzeichnet, daß dem Mikroprozessor (E4) zusätzlich ein Halbleiterbauele­ ment mit einem Absolutdrucksensor (E12, E13, E14) zur Erfassung des Umgebungsdruckes sowie wahlweise ein Temperatursensor zur Erfassung der Umgebungstemperatur zugeordnet ist.