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Die vorliegende Erfindung bezieht
sich auf eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Erfassen des Zustands
eines Gegenstands, und, insbesondere, allerdings nicht ausschließlich, auf
eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Erfassen eines spezifischen Zustands
eines Reifens eines Motorfahrzeugs.
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Es ist ausreichend bekannt, dass
ein schlechter Zustand von Gegenständen, wie beispielsweise den
Bremsbelägen
eines Motorfahrzeugs, durch geeignete, elektrische Einrichtungen erfasst
wird. Typischerweise wird eine übermäßige Abnutzung
eines Bremsbelags durch Schließen
einer einfachen Schaltung angezeigt. Wenn die Bremsbeläge bis zu
einem vorbestimmten Niveau abgenutzt sind, wird ein Paar von zueinander
beabstandeten Drähten,
eingebettet in einem oder in mehreren der Beläge, freigelegt. Während des
Betriebs des Bremssystems werden die freigelegten Drähte gegen
eine Bremsscheibe aus Metall gedrückt, und, als Folge, wird ein
elektrischer Kreis geschlossen. Geeignete Einrichtungen zum Warnen
des Fahrers eines Motorfahrzeugs werden dann aktiviert.
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Obwohl die vorstehend angegebenen
Einrichtungen zum Erfassen eines bestimmten Zustands eines Gegenstands
für viele
Anwendungen ausreichend sind, können
sie nicht passend bei Fällen
angewandt werden, wo eine Verbindung des in Rede stehenden Gegenstands
mit einer elektrischen Schaltung problematisch ist. Dies kann der
Fall dort sein, wo es erforderlich ist, dass sich der Gegenstand unter
hohen Winkelgeschwindigkeiten dreht, wie, zum Beispiel, ein Reifen
eines Motorfahrzeugs.
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Aufgrund der rauen Bedingungen, unter
denen Reifen eines Motorfahrzeugs arbeiten, ist es in der Vergangenheit
nicht möglich
gewesen, ein Fahrzeug mit Einrichtungen zu schaffen, die geeignet,
zuverlässig
und kostengünstig
ein bestimmtes Niveau einer Abnutzung eines Reifens erfassen. Da
keine automatische Einrichtung zum Anzeigen einer übermäßigen Abnutzung
eines Reifens für
Motorfahrzeuge vorhanden gewesen ist, ist die nachteilige und äußerst gefährliche
Benutzung von zu weit abgenutzten Reifen traditionell nur durch
häufige
Begutachtung des Zustands jedes Reifens des Motorfahrzeugs vermieden
worden. Allerdings sind Begutachtungen von diesem Typ zeitaufwendig
und unbe quem und sie werden allgemein nicht ausreichend durch Benutzer eines
Motorfahrzeugs vorgenommen, und zwar insbesondere durch Benutzer
von Motorfahrzeugen im Privatbesitz. Als Folge werden viele Motorfahrzeuge in
einem gefährlichen
Zustand ohne die Kenntnis des Fahrers gefahren.
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Die US-A-3 873 965 stellt eine Vorrichtung gemäß des Oberbegriffs
des Anspruchs 1 dar.
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Es ist eine Aufgabe der vorliegenden
Erfindung, eine Vorrichtung zum Erfassen eines spezifischen Zustands
eines Gegenstands, insbesondere eines Gegenstands, der in einer
entfernten Umgebung angeordnet ist oder harten Bedingungen ausgesetzt
ist (zum Beispiel der Reifen eines Motorfahrzeugs), zu schaffen.
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Es ist auch eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung,
eine Vorrichtung zum Erfassen eines spezifischen Zustands eines
Gegenstands in einer passenden, zuverlässigen und kostengünstigen
Art und Weise zu schaffen.
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Es ist eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung,
eine Erfassungsvorrichtung zu schaffen, die keine Wartung erfordert.
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Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung
ist es auch, ein Verfahren zum Erfassen eines spezifischen Zustands
eines Gegenstands, insbesondere eines Gegenstands, der in einer
entfernten Umgebung angeordnet ist oder harten Bedingungen ausgesetzt
ist (zum Beispiel der Reifen eines Motorfahrzeugs), zu schaffen.
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Weiterhin ist es eine Aufgabe der
vorliegenden Erfindung, ein Verfahren zum Erfassen eines spezifischen
Zustands eines Gegenstands in einer passenden, zuverlässigen und
kostengünstigen
Art und Weise zu schaffen.
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Ein erster Aspekt der vorliegenden
Erfindung schafft eine Vorrichtung, wie sie in Anspruch 1 offenbart
ist.
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Ein spezifisches Niveau einer Reifenabnutzung
kann durch geeignete Verwendung der Vorrichtung gemäß der vorliegenden
Erfindung erfasst werden. Zum Beispiel kann die Struktur zum Abstrahlen von
Hochfrequenzenergie in das Gummiprofil eines Reifens während des
Reifenherstellvorgangs eingebettet werden. Die Tiefe des Profils,
an der die Struktur angeordnet ist, wird das Niveau einer Reifenabnutzung,
die zulässig
ist, bevor eine Erfassung auftritt, bestimmen. Wenn einmal das Reifenprofil
ausreichend abgenutzt ist, damit die Struktur der vorliegenden Erfindung
freigelegt wird, wird eine weitere Benutzung und eine darauffolgende
Abnutzung des Reifens bewirken, dass die Struktur wieder holt auf die
Straßenoberfläche auftrifft
und sich selbst abnutzt. Dementsprechend kann die Struktur von einem ersten
Zustand zu einem zweiten Zustand hin verändert werden, wenn ein spezifischer
Reifenzustand (zum Beispiel eine übermäßige Abnutzung) erreicht wird.
Als Folge der Änderung
des Zustands der Struktur wird das charakteristische Ansprechverhalten
der Struktur auf die Aufnahme von Hochfrequenzenergie kann auch
geändert
werden. Demzufolge kann, ob nun ein Reifen, versehen mit der Vorrichtung
gemäß der vorliegenden
Erfindung, unter einer übermäßigen Abnutzung
leidet oder nicht, durch periodisches Bestrahlen des Reifens mit
Hochfrequenzenergie und Überwachen
der Hochfrequenzenergie, abgestrahlt in Abhängigkeit dazu, von der Struktur, eingebettet
in dem Reifenprofil, bestimmt werden.
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Vorzugsweise weist die Struktur ein
Element auf, das so angepasst ist, um während der Benutzung abgetragen
zu werden, wenn der Gegenstand einen spezifischen Zustand erreicht.
Es ist weiter in Bezug auf die Struktur bevorzugt, zwei beabstandete Elemente
vorzusehen, die miteinander durch das Element, das dazu angepasst
ist, abgetragen zu werden, verbunden sind. Die Struktur kann eine
Vielzahl von Elementen, angepasst so, um während der Benutzung abgetragen
zu werden, aufweisen. Es ist besonders erwünscht, dass zumindest ein Element
der Vielzahl der Elemente so angepasst ist, um während der Benutzung abgetragen
zu werden, wenn das Element einen Zustand erreicht, der unterschiedlich
zu demjenigen ist, der dann erreicht wird, wenn sich ein anderes
Element der Vielzahl der Elemente während der Benutzung abträgt. Die
Struktur kann ein einstückiges
Bauteil sein.
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Weiterhin ist es bevorzugt, dass
die Struktur zwei längliche
Elemente aufweist, wobei erste Enden der Elemente miteinander verbunden
sind und wobei zweite Enden der Elemente miteinander verbunden sind,
wobei jedes Element zwei beabstandete Teile umfasst, die durch den
abtragbaren Abschnitt miteinander verbunden sind. Ein Element kann
so angepasst sein, um aufgrund davon abgetragen zu werden, dass
das Element von dem Rest der Struktur vorsteht. Alternativ kann
ein Element so angepasst sein, um dadurch abgetragen zu werden,
dass das Element aus einem unterschiedlichen Material zu demjenigen
des Rests der Struktur ist. Das Element, das dazu vorgesehen ist,
abgetragen zu werden, kann ein Bimetallstreifen sein.
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Vorzugsweise setzt die Struktur wenigstens einen
länglichen
Schlitz ein. Es ist wieterhin bevorzugt, dass die Struktur von einer
länglichen
Form ist. In dem ersten Zu stand weist die Struktur idealerweise
eines oder mehrere Brückenelemente)
auf, das (die) sich von einer Seite des mindestens einen Schlitzes
zu der anderen Seite davon erstreckt (erstrecken). Jedes Brückenelement
steht vorzugsweise so vor, um den Raum, der den Schlitz definiert,
frei zu belassen. Ein Brückenelement
oder -teil, das so angepasst ist, um abgetragen zu werden, kann
ein Bimetallstreifen sein. Eine Seite des mindestens einen Schlitzes
kann mit der anderen Seite davon mittels eines linearen oder nicht-linearen
Mischers verbunden sein.
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Ein zweiter Aspekt der vorliegenden
Erfindung schafft ein Verfahren gemäß Anspruch 13.
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Demzufolge besitzen die Vorrichtung
und das Verfahren der vorliegenden Erfindung den Vorteil gegenüber dem
Stand der Technik, dass sie die automatische Erfassung eines spezifischen
Zustands eines Gegenstands ermöglichen,
sogar dann, wenn der in Rede stehende Gegenstand in einer entfernten Umgebung
angeordnet ist oder rauen Bedingungen ausgesetzt ist. Die Vorrichtung
der vorliegenden Erfindung arbeitet in einer einfachen und passiven
Art und Weise. Dementsprechend kann die Vorrichtung kostengünstig hergestellt
werden und kann geeignet innerhalb eines Gegenstands, der überwacht
werden soll, integriert sein. Die einfache Operation der Vorrichtung
führt zu
einem hohen Grad einer Zuverlässigkeit.
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Weiterhin erfordert, da die Vorrichtung
der vorliegenden Erfindung in einem passiven Modus arbeitet, die
Vorrichtung keine Wartung. Im Gegensatz zu anderen Erfassungseinrichtungen
erfordert die Vorrichtung der vorliegenden Erfindung keine Batterien,
die installiert und periodisch ersetzt werden müssen.
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Ausführungsformen der vorliegenden
Erfindung werden nun unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen
beschrieben, in denen:
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1 zeigt
eine schematische Ansicht einer ersten Ausführungsform der vorliegenden
Erfindung, vorgesehen innerhalb des Reifens eines Motorfahrzeugs;
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2 zeigt
eine schematische Teilquerschnittsansicht des Reifens, dargestellt
in 1;
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3 zeigt
eine schematische Querschnittsansicht der ersten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung, dargestellt in den 1 und 2;
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4 zeigt
eine schematische Draufsicht der ersten Ausführungsform, dargestellt in 3, wobei die erste Ausführungsform
in einem ersten Zustand angeordnet ist;
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5 zeigt
eine schematische Draufsicht der ersten Ausführungsform, dargestellt in
den 3 und 4, wobei die erste Ausführungsform
in einem zweiten Zustand angeordnet ist;
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6 zeigt
eine schematische Teildraufsicht einer zweiten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung;
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7 zeigt
eine schematische Seitenansicht einer dritten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung;
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8 zeigt
eine schematische Draufsicht einer vierten Ausführungsform der vorliegenden
Erfindung;
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9 zeigt
eine schematische Seitenansicht der vierten Ausführungsform; und
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10 zeigt
eine schematische Draufsicht einer fünften Ausführungsform der vorliegenden
Erfindung.
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Eine Radanordnung 2 eines
Motorfahrzeugs, versehen mit einer ersten Ausführungsform der vorliegenden
Erfindung, ist in 1 der
beigefügten Zeichnungen
dargestellt. Die Radanordnung 2 ist von einem herkömmlichen
Typ, der ein Rad 6, angeordnet unter einem Radkasten 2 einer
Fahrzeugkarosserie 10, besitzt, wobei das Rad 6 an
der Fahrzeugkarosserie 10 mittels einer Achse 12 und
einem geeigneten Aufhängungssystem
(nicht dargestellt) befestigt ist. Die erste Ausführungsform
ist eine Vorrichtung, die zum Erfassen einer übermäßigen Abnutzung eines Reifens 16,
vorgesehen an dem Rad 6, geeignet ist.
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Die erste Ausführungsform der vorliegenden Erfindung
stellt eine Struktur 4 dar, die innerhalb eines profilierten
Gummibereichs 14 des Reifens 16 angeordnet ist.
Eine vergrößerte Querschnittsansicht der
Struktur 4, angeordnet innerhalb des Reifens 16, ist
in 2 dargestellt. Es
kann gesehen werden, dass sie sich über die volle Breite des Reifens 16 erstreckt,
um so in der Lage zu sein, den Zustand des Reifens in verschiedenen,
voneinander beabstandeten Bereichen des Reifenprofils zu erfassen.
Wenn sich der Reifen 16 in Benutzung befindet, berühren die
Bereiche des Reifenprofils eine Straßenoberfläche und sind besonders hinsichtlich
einer Abnutzung anfällig.
Alternativ kann die erste Ausführungsform 4 so
angeordnet sein, um sich in Umfangsrichtung innerhalb des Reifens 16 zu
erstrecken.
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Zwei Ansichten der Struktur 4 vor
einer Anordnung innerhalb des Reifens 16 sind in den 3 und 4 dargestellt. Diese Figuren zeigen deutlich
die allgemein flache und längliche
Art der Struktur 4. Diese ist durch einen Körper 18 definiert,
der die Form eines dünnen
und schmalen Streifens eines Materials annimmt. Der Körper 18 kann
aus irgendeinem Material hergestellt werden, das zum Aufnehmen und
Abstrahlen von Hochfrequenzenergie geeignet ist (zum Beispiel ein
metallisches Material). Der Körper 18 ist
mit drei länglichen
Schlitzen 20, 22, 24 versehen. Die drei
länglichen
Schlitze 20, 22, 24 sind zueinander identisch
und erstrecken sich durch die vollständige Dicke des Körpers 18.
Einer der länglichen Schlitze 22 ist
in der Mitte entlang der Länge
des Körpers 18 angeordnet,
während
die verbleibenden zwei länglichen
Schlitze 20, 24 an gegenüberliegenden Endbereichen des
Körpers 18 angeordnet
sind. Jeder der Schlitze 20, 22, 24 ist
in der Form rechtwinklig. Die Längsachsen
der länglichen
Schlitze 20, 22, 24 liegen in einer Linie
zueinander und zu der Längsachse
des Körpers 18.
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Die Breite jedes länglichen
Schlitzes 20, 22, 24 wird durch zwei
längs beabstandete
Brücken 26, 28 überspannt.
Diese Anordnung ist am deutlichsten in 4 dargestellt. Jede der Brücken 26, 28 steht von
dem Körper 18 vor,
wie dies aus der Querschnittsansicht der 3 zu sehen ist. Diese Ansicht ist entlang
der Längsachse
des Körpers 18 vorgenommen und
zeigt deutlich die Brücken 26, 28 jedes
länglichen
Schlitzes 20, 22, 24, sich oberhalb der
oberen Fläche 30 des
Körpers 18 erstreckend.
Jede der Brücken 26, 28 ist
aus einem Material hergestellt, das ausreichend weich ist, um zu
ermöglichen,
dass die Brücken 26, 28 leicht
abgenutzt werden, wenn sie wiederholt eine Straßenoberfläche berühren. Das Material, aus dem
die Brücken 26, 28 hergestellt sind,
ist auch von einem Typ, der die Hochfrequenzenergie, abgestrahlt
durch den Körper 18,
beeinflusst.
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Die erste Ausführungsform ist in 2 dargestellt, wo die Struktur 4 vollständig innerhalb
des mit Profil versehenen Gummibereichs 14 des Reifens 16 eingekapselt
ist. Die Struktur 4 wird in dieser Position während des
Formens des Reifens 16 angeordnet. Sie ist mit der Längsachse
deren Körpers 18 über die
Breite des profilierten Bereichs 14 und mit den Brücken 26, 28 und
der oberen Fläche 30 des Körpers 18 radial
nach außen
von der Achse 12 hinweisend angeordnet. Die obere Fläche 30 des
Körpers 18 ist
an einer Position entsprechend zu der minimalen, akzeptablen Tiefe
des Reifenprofils angeordnet.
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Wenn sich der Reifen 16 abnutzt
und die Dicke des profilierten Gummibereichs 14 verringert wird,
werden die angehobenen Brückenbereiche 26, 28 freigelegt.
An dieser Stufe verbleibt der Abnutzungszustand des mit Profil versehenen
Bereichs 14 akzeptier bar. Allerdings bewirkt eine weitere
Abnutzung des Reifens 16 sowohl eine weitere Abnutzung des
Profils als auch eine Abnutzung einer oder mehrerer der Brücken 26, 28.
Wenn der Reifen 16 auf die minimale, akzeptierbare Profiltiefe
abgenutzt ist (d. h. unterhalb der Tiefe zu der oberen Oberfläche 30 des Körpers 18),
werden die Brücken 26, 28,
angeordnet in diesem Bereich einer Abnutzung, vollständig zerlegt
werden, um einen oder mehrere teilweise oder vollständig nicht überbrückte, längliche
Schlitze zu belassen. Eine Draufsicht der Struktur 4, die
einem übermäßig abgenutzten
Reifen folgt, ist in 5 dargestellt.
Diese Figur stellt einen vollständig
nicht überbrückten, zentralen,
länglichen
Schlitz 22 dar. Eine solcher Zustand kann durch übermäßiges Abnutzen
eines Reifens verursacht werden, der mit zuviel Luft befüllt worden
ist.
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Der Zustand eines Reifens, versehen
mit der ersten Ausführungsform 4,
kann durch ein Fernabfragen der Struktur 4 bestimmt werden,
um so festzustellen, ob irgendeine der Brücken 26, 28 zerlegt
worden ist oder nicht. Da das Vorhandensein der Brücken 26, 28 einen
Einfluss auf die Fähigkeit
des Körpers 18 hat,
um Hochfrequenzenergie aufzunehmen und abzustrahlen, wird die vorstehend
angegebene Abfragung in passender Weise durch Übertragen von geeigneter Hochfrequenzenergie
und Überwachen der
Hochfrequenzenergie, abgestrahlt in Abhängigkeit dazu, durch die erste
Struktur 4 vorgenommen. Dies kann mittels einer Abfragevorrichtung 32 erreicht
werden, die eine geeignete Antenne und eine Sende/Empfangsschaltung
einsetzt. Die Abfragevorrichtung 32 ist in dem Radkasten 8 oberhalb
des Reifens 16 befestigt (siehe 1). Ähnliche
Abfragevorrichtungen können
auch in einer Straßenoberfläche befestigt
sein (z. B. dem Platz einer Servicestation). Andere, geeignete Stellen
für eine
Abfragevorrichtung 32 werden für Fachleute auf dem betreffenden Fachgebiet
ersichtlich werden.
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Die Abfragevorrichtung 32 ist
so angepasst, um bei Industrial Scientific Medical (ISM) Frequenzen
zu arbeiten (d. h. 868 MHz oder 2,45 GHz). Die Länge der länglichen Schlitze 20, 22, 24 sind
an die Abfragefrequenz, eingesetzt durch die Abfragevorrichtung 32,
angepasst. Auf diese Art und Weise wird ein nicht überbrückter Schlitz
ein starkes Signal abstrahlen, wogegen ein überbrückter Schlitz nur ein schwaches
Signal (oder insgesamt kein Signal) abstrahlen wird. Demzufolge
arbeitet, wenn die Brücken 26, 28 von
einem oder mehreren der länglichen Schlitze 20, 22, 24 abgenutzt
sind, die Struktur 4 als eine effiziente Schlitzantenne.
Die Amplitude der Hochfrequenzenergie, abgestrahlt von der Struktur 4, wird
sich synchron zu der Raddrehung variieren, allerdings wird das Signal, abgestrahlt
von dem oder jedem nicht überbrückten Schlitz,
einfach durch die Abfragevorrichtung 32 erfasst werden
und eine geeignete Anzeige einer Radabnutzung kann dem Benutzer
des Fahrzeugs geliefert werden.
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Falls es für notwendig erachtet wird,
kann ein Reifen eine Einrichtung einsetzen, um ein Referenzsignal
zu liefern, das sich nicht mit dem Reifenzustand variieren wird.
Eine solche Einrichtung kann die Vorrichtung sein, die in den 3 und 4 dargestellt ist, befestigt an dem Reifen
so, um nicht einer Zustandsänderung
während
der Benutzung des Reifens zu unterliegen. Auf diese Art und Weise
wird ein Rückführsignal
eines überbrückten Schlitzes
immer zum Vergleich mit dem Rückführsignal
eines nicht überbrückten Schlitzes
verfügbar
sein.
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Die Reifenabnutzung an einer bestimmten Stelle über die
Breite des profilierten Bereichs 14 oder zu einer bestimmten
Tiefe des profilierten Bereichs 14 kann über die
Verwendung von länglichen Schlitzen
mit unterschiedlichen Längen
erfasst werden. Individuelle Schlitze (und dementsprechend der Reifenzustand
angrenzend an die Schlitze) können dann über die
Verwendung einer Abfragevorrichtung 32 mit unterschiedlichen
Hochfrequenzen abgefragt werden. Die Form des Schlitzes, die erforderlich
ist, um ein adäquates
Rückführsignal
für eine
gegebene Übertragungsfrequenz
zu liefern, wird für
Fachleute auf dem betreffenden Fachgebiet ersichtlich werden.
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Die erste Ausführungsform der vorliegenden Erfindung
kann so angepasst sein, um spezifische Zustände eines Reifens, ein anderer
als die Profilabnutzung, zu erfassen. Zum Beispiel können die
Brücken 26, 28 aus
einem Material hergestellt werden, das bei einer spezifischen Temperatur
schmilzt, wobei die spezifische Temperatur gleich zu der maximalen
Temperatur ist, der ein Reifenaufbau sicher ausgesetzt werden kann.
Auf diese Art und Weise können,
wenn eine bestimmte Reifentemperatur erreicht ist, eine oder mehrere
der Brücken 26, 28 so
ausgelegt werden, um zu schmelzen, um so einen freien, länglichen
Schlitz für
eine ausreichende Zurückführung eines
geeigneten Abfragesignals zu belassen. Dem Benutzer des Fahrzeugs
kann dadurch eine Anzeige geliefert werden, dass unerwünschte Reifentemperaturen
erzeugt worden sind. Eine geeignete Gegenmaßnahme kann dann vorgenommen
werden.
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Vier weitere Ausführungsformen der vorliegenden
Erfindung sind schematisch in den 6 bis 10 der beigefügten Zeichnungen
dargestellt. Die zweite, dargestellte Ausführungsform (teilweise dargestellt
in 6) ist ähnlich zu
der ersten, dargestellten Ausführungsform
(dargestellt in den 1 bis 5). Wie in der ersten Ausführungsform
weist die Struktur 40 der zweiten Ausführungsform einen Körper 18 auf, der
mit drei länglichen
Schlitzen 20, 22, 24 (nur der mittlere
Schlitz 22 ist in 6 dargestellt)
versehen ist. Allerdings besitzt, im Gegensatz zu der ersten Ausführungsform,
die zweite Ausführungsform
eine Diode 42 und einen Kurzschlussdraht 44, der
die Breite jedes länglichen
Schlitzes 20, 22, 24 überspannt. Die Brücken 26, 28 sind
nicht umfasst. Die zweite Ausführungsform
arbeitet dadurch als ein Diodenmischer.
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In einem Anfangszustand der zweiten
Ausführungsform
legt der Draht 44 die Diode 42 in eine Kurzschluss-Schaltung,
so dass die Schlitze 20, 22, 24 ein starkes
Signal unter Abfrage mit einer geeigneten Hochfrequenzenergie abstrahlen.
Allerdings ist der Draht 44 entweder in einer solchen Position
angeordnet oder ist aus einem solchen Material hergestellt, dass
er, unter Erreichen eines spezifischen Zustands einer Reifenabnutzung
oder – temperatur, bricht
und nicht länger
in der Lage ist, die Diode 42 kurzuschließen. In
diesem zweiten Zustand der abstrahlenden Struktur 40 wird
die Breite eines oder mehrerer der Schlitze 20, 22, 24 durch
nur eine Diode 42 überspannt.
Als Folge der ausreichend bekannten linearen Stromspannungscharakteristik
von Dioden strahlt die Struktur 40 eine unterschiedliche
Hochfrequenz in dem zweiten Zustand zu derjenigen, abgestrahlt in
dem ersten Zustand, ab. Die Hochfrequenzenergie, abgestrahlt in
dem zweiten Zustand, wird leicht durch eine geeignete Abfragevorrichtung 32 erfasst.
Demzufolge kann der Benutzer eines Fahrzeugs über einen spezifischen Reifenzustand
informiert werden.
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Eine dritte, dargestellte Ausführungsform
ist in 7 gezeigt. Die
dritte Struktur 50 weist zwei längliche Streifen eines Materials 52, 54 auf,
geeignet dazu, Hochfrequenzenergie einer spezifischen Wellenlänge zu reflektieren.
Die zwei länglichen Streifen 52, 54 sind
durch ein Verbindungselement 56 miteinander verbunden.
Die Anordnung ist so, dass die zwei Streifen 52, 54 und
das Verbindungselement 56 ein gerades, längliches
Element bilden. In Benutzung ist die Struktur 50 an einem
Gegenstand, wie beispielsweise einem Reifen, in einer ähnlichen Art
und Weise zu derjenigen, die in Bezug auf die erste und die zweite
Ausführungsform
beschrieben ist, befestigt. Wenn ein spezifischer Zustand des Gegenstands
erreicht ist, wird das Verbindungselement 56 entfernt.
Dieses Entfernen kann als Folge einer abtragenden Abnutzung oder
eines Schmelzens des Verbindungselements 56 auftreten.
Der Zustand der Strahlungsstruktur 50 wird dadurch von
einer solchen, in der die Struktur 50 ein einzelnes, längliches Element
aufweist, zu einer solchen, in der sie zwei kurze und voneinander
beabstandete, längliche
Elemente aufweist (d. h. die zwei länglichen Streifen 52, 54),
geändert.
Da die Wellenlänge
der Hochfrequenzenergie, abgestrahlt durch die Struktur 50,
von deren Länge
abhängt,
wird eine erfassbare Änderung
in der abgestrahlten Energie erzeugt werden, wenn das Verbindungselement 56 entfernt
ist. Dementsprechend kann, durch Überwachen mit einer geeigneten Abfragevorrichtung 32,
der Zustand der dritten Ausführungsform 50 (und
deshalb der Zustand eines Gegenstands) bestimmt und einem Benutzer
angezeigt werden.
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Eine vierte und eine fünfte Ausführungsform sind
in den 8–10 dargestellt. Diese zwei
Ausführungsformen
stellen kleine Modifikationen der dritten Ausführungsform dar und arbeiten
unter demselben Prinzip. Die vierte Ausführungsform weist ein einzelnes,
längliches
Band 60 aus einem Material auf, das so gebogen ist, um
mit einem zentral angeordneten, erhabenen, abtragbaren, geknickten
oder Brückenelement 62 versehen
zu werden. Das abtragbare Brückenelement 62 entspricht
dem Verbindungselement 56 der dritten Ausführungsform.
Das Brückenelement 62 ist
mit zwei länglichen
Streifenelementen 64, 66 verbunden und dazwischen
angeordnet. Die zwei länglichen
Streifenelemente 64, 66 und das Brückenelement 62 sind
aus demselben, einstückigen,
länglichen
Streifen eines Materials gebildet. Wie in Bezug auf die dritte Ausführungsform
beschrieben ist, kann der Zustand der vierten Ausführungsform
bei der Benutzung von einer solchen, in der die vierte Ausführungsform
ein einzelnes, längliches
Element 60 aufweist, zu einer solchen, in der sie zwei
kurze, voneinander beabstandete, längliche Elemente (d. h. die zwei
länglichen
Streifen 64, 66) aufweist, geändert werden.
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Die fünfte Ausführungsform 70 weist zwei längliche
Elemente 72, 74 auf, die parallel zueinander angeordnet
und miteinander an deren Enden durch Querelemente 76, 78 verbunden
sind. Die zwei länglichen
Elemente 72, 74 sind jeweils von demselben Aufbau
wie die vierte Ausführungsform.
Jedes Element 72, 74 ist deshalb ein einstückiges Bauelement,
das zwei längliche
Streifen besitzt, die durch ein abtragbares Brückenelement miteinander verbunden
sind. Die fünfte
Ausführungsform
kann passend durch Stanzen eines länglichen Streifens 70 aus
einer Platte eines geeigneten Materials, durch Stanzen eines länglichen
Lochs von dem länglichen Streifen,
der so gebildet ist, und Biegen des Rests des länglichen Schlitzes so, um zwei
abtragbare Brückenelemente
zu bilden, hergestellt werden. Unter Benutzung können die Brückenelemente als Folge der
abrasiven Abnutzung entfernt werden.
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Eine Vorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung
kann in ein Netzwerk von Sensoren bzw. Fühlern eingebunden werden. In
einem solchen System kann Hochfrequenzenergie, übertragen zu der Vorrichtung
der vorliegenden Erfindung, auch dazu verwendet werden, ein oder
mehrere Hochfrequenz-Hinweiszeichen zu beleuchten, und zwar in einer
Anwendung in einem Kraftfahrzeug, was ein Maß für einen Reifendruck oder eine
Temperatur liefern kann. Da die Vorrichtung der vorliegenden Erfindung allgemein
nur ein einzelnes Auftreten einer Änderung in einem Zustand eines
Gegenstands erfassen wird (z. B. eine Änderung in einem Reifenzustand
von einem sicheren Niveau oder einer Abnutzung zu einem unsicheren
Niveau einer Abnutzung), ist es erwünscht, und zwar in Bezug auf
die Hochfrequenzenergie, die zu der Vorrichtung übertragen wird, dass sie bei
der Abfragung von (und einer allgemeinen Kommunikation mit) einer
anderen Ausrüstung
verwendet wird.
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Die vorliegende Erfindung ist nicht
auf die spezifischen Ausführungsformen
oder Verfahren, die vorstehend beschrieben sind, beschränkt. Alternative Anordnungen
und geeignete Materialien werden für Fachleute auf dem betreffenden
Fachgebiet ersichtlich werden. Zum Beispiel kann, wenn der Zustand
eines Gegenstands, der erfasst werden soll, von der Temperatur abhängig ist,
ein Bimetallstreifen anstelle des kurzschließenden Drahts 44,
des Verbindungselements 56 oder der Brücken 26, 28 verwendet
werden. Der Bimetallstreifen kann so angeordnet werden, um sich
bei einer spezifischen Temperatur zu biegen und dadurch bei dieser
Temperatur eine erforderliche Zustandsänderung hervorzurufen. Weiterhin kann
eine Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung einen linearen Mischer, im Gegensatz
zu einem nicht linearen Mischer, beschrieben vorstehend unter Bezugnahme
auf die 6, einsetzen.
Auch ist es möglich,
mehr als eine Frequenz (z. B. 868 MHz und 2,45 GHz) zu einem Mischer
gleichzeitig zuzuführen. Das
Kombinieren/Mischen der Frequenzen bewirkt eine Strahlung von dem
Mischer einer erfassbaren „Differenzfrequenz". Andere Variationen
werden sich für
Fachleute ergeben.