DE60103895T2

DE60103895T2 - Reifenprüfvorrichtung

Info

Publication number: DE60103895T2
Application number: DE60103895T
Authority: DE
Inventors: Frederick Colin Wythall BELL; Martin John Norton KNOTTS
Original assignee: Newbow Aerospace Ltd
Current assignee: Newbow Aerospace Ltd
Priority date: 2000-04-17
Filing date: 2001-04-17
Publication date: 2005-07-07
Anticipated expiration: 2021-04-18
Also published as: EP1295095B1; DE60103895D1; JP2003532058A; CA2406144A1; US20030121318A1; CN1436297A; AU2001250563A1; CN1193219C; BR0110306A; ATE269535T1; WO2001079802A1; EP1295095A1; US6779392B2

Description

GEBIET DER ERFINDUNG
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Reifenprüfvorrichtung, und insbesondere auf eine Vorrichtung zum Prüfen der Reifen eines Flugzeugs.
HINTERGRUND DER ERFINDUNG
Flugzeugreifen dürfen maximal 5% Sauerstoff enthalten. Der Grund hierfür liegt darin, dass, wenn Reifen auf mehr als etwa 200°C erhitzt werden (was geschehen kann, wenn ein Satz Bremsen klemmt oder schleift), das Chlorobutyl im Reifenmaterial sich zu zersetzen und Isopren zu produzieren beginnt, und Isopren und Sauerstoff zusammen eine selbstentzündliche Mischung bilden. Die Selbstentzündung von Flugzeugreifen könnte der Grund für eine unbekannte Anzahl vorher unerklärlicher Flugzeugverluste sein.
Der Fall einer derartigen Selbstentzündung wird wahrscheinlich zunehmen, da es in zunehmenden Mass üblich wird, Flugzeuge mit Kohlenstoffbremsen auszurüsten. Kohlenstoffbremsen sind von Vorteil, weil sie leichter, wirksamer und langlebiger als konventionelle Bremsen sind. Während jedoch konventionelle Bremsen bei rund 400°C schmelzen, sind Kohlenstoffbremsen bis hinauf auf etwa 1100°C wirksam, so dass die Temperatur, die in einer klemmenden Bremse erzeugt und deshalb auf einen Flugzeugreifen übertragen werden kann, entsprechend erhöht ist.
Wegen der bekannten Probleme mit der Selbstentzündung gibt es eine obligatorische Grenze von 5% Sauerstoff in Flugzeugreifen. Die Anwesenheit derart geringer Sauerstoffkonzentrationen verhindert eine Selbstentzündung in Gegenwart von Isopren.
Flugzeugeigner und -benutzer bemühen sich, diese Grenze durch Füllen der Reifen mit Stickstoff einzuhalten. Flugzeugreifen können beispielsweise einen Druck von etwa 30 Atmosphären erfordern, so dass die Luft, die vor dem Aufpumpen im Reifen vorhanden ist, etwa dreissig Mal verdünnt wird. Die Luft, die vor dem Aufpumpen im Reifen vorhanden war, ist typischerweise etwa 21% Sauerstoff enthaltende Atmosphärenluft. Eine dreissigfache Verdünnung mit reinem Stickstoff führt zu einem Sauerstoffgehalt im Reifen von 0,7%, gut innerhalb der obligatorischen Grenze.
Der zum Aufpumpen (oder Nachpumpen) des Reifens wird jedoch selten bis nie rein sein und kann in gewissen Fällen mehrere Prozent Sauerstoff enthalten. Es ist erforderlich, dass die Stickstoffquelle weniger als 4,3% Sauerstoff (für einen Reifen mit dreissig Atmosphären Druck) enthält, so dass das 5%-Niveau eingehalten werden kann.
In vielen Fällen werden die Flugzeugeigner zum Aufpumpen und Nachpumpen der Reifen ihres Flugzeugs flüssigen Stickstoff verwenden, und diese Quelle kann in der Praxis nahezu 100% rein sein. Flüssiger Stickstoff ist jedoch teuer und andere, weniger sorgsame Eigner und Benutzer verwenden stattdessen komprimiertes Stickstoffgas. Oft wird das komprimierte Stickstoffgas hauptsächlich über den Preis gekauft und die Qualität (d. h., der im Gas vorhanden Prozentanteil Sauerstoff) wird nicht bescheinigt und kann unbekannt sein.
Auch ist auf einigen Flugplätzen die Bodenmannschaft nicht qualifiziert und nicht ausgebildet, um die Bedeutung des Sauerstoffgehalts der Reifen richtig einzuschätzen, und es ist bekannt, dass Reifen aus einer Sauerstoffquelle aufgepumpt wurden, wenn die Stickstoffquelle nicht erhältlich war!
Neben der Tatsache, dass der Sauerstoffgehalt des Gases in den Flugzeugreifen kritisch ist, ist auch der Druck des Gases im Reifen wichtig. Ein zu schwach aufgepumpter Reifen zeigt somit nicht dasselbe Niveau einer Haftung, wie sie bereitgestellt werden sollte, und zu schwach aufgepumpte Reifen werden als besonders anfällig auf Aquaplaning oder Hydroplaning angesehen, wenn stehendes Wasser auf der Piste vorhanden ist (wenn eine Wasserschicht zwischen dem Reifen und der Pistenoberfläche eingeschlossen wird und damit das Haftungsniveau dazwischen vermindert). Es gab eine Anzahl von Flugzeugunfällen, bei denen das Flugzeug von der Piste schlitterte, und es wird angenommen, dass Aquaplaning ein wahrscheinlicher Grund für das misslungene Anhalten des Flugzeugs ist.
BESCHREIBUNG DES STANDES DER TECHNIK
Druckprüfvorrichtungen für die Flugzeugreifen sind bekannt. Eine Art umfasst ein mechanisches Messgerät ähnlich jenem, das vor über hundert Jahren zum ersten Mal erfunden wurde. Modernere Geräte verwenden einen elektromechanischen Messfühler.
Mit diesen Geräten ist es jedoch nur möglich, den Druck der Reifen zu prüfen, wenn sie auf einer bestimmten Bezugstemperatur sind, und das bedeutet typischerweise, dass der Reifen bei oder nahe der Umgebungstemperatur sein muss, da sonst das heisse Gas im Reifen einen grösseren Druck als das entsprechende Gas im kalten Zustand aufweisen wird, und das temperaturbedingte Abweichen führt zu einer unzuverlässigen Druckablesung.
In den Vereinigten Staaten hat beispielsweise die Federal Aviation Authority (F. A. A.) den Wunsch geäussert, dass Reifendrucke jeden Tag geprüft werden, aber die Fluggesellschaften haben angezeigt, dass dies in der Praxis nicht eingehalten werden kann, weil ein Flugzeug oft ununterbrochen bis zu drei Wochen in einem kontinuierlichen Betrieb ist und das Flugzeug während dieser Zeit nicht lange genug am Baden ist, damit die Reifen genügend abkühlen, um eine zuverlässige Prüfung durchzuführen.
Es sind auch Sauerstoffprüfgeräte erhältlich, mit denen der Sauerstoffgehalt eines Flugzeugreifens geprüft werden kann. Der Gebrauch dieser Geräte ist jedoch wegen des Zeitbedarfs zur Vornahme der Prüfung nicht universell. So wurde etwa geschätzt, dass zur Prüfung des Drucks und des Sauerstoffgehalts jedes Reifens eines grossen Flugzeugs bis zu zwei Stunden in Anspruch nehmen kann, und das ist länger als die gewünschte Standzeit für die meisten Flugzeuge (unabhängig von der zum genügenden Abkühlen zur Durchführung einer zuverlässigen Druckprüfung erforderlichen Zeit).
Die FR-A-2 548780 beschreibt eine Reifenprüfvorrichtung mit einem Druckmessfühler und einem Temperaturmessfühler in einem gemeinsamen Hohlraum der Vorrichtung. Die mit diesen zwei Messfühlern durchgeführten Messungen werden zur Bestimmung des Drucks im Reifen bei einer Bezugstemperatur von beispielsweise 20°C kombiniert, um fehlerhafte Druckablesungen wegen hoher Temperatur des Gases im Reifen zu vermeiden.
Die GB-A-2 246860 beschreibt eine Messfühlervorrichtung zur Bestimmung des Sauerstoffgehalts in einem Reifen. Für eine vollständige Reifenprüfung muss ein weiterer Messfühler zur Prüfung des Reifendrucks eingesetzt werden.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Es ist ein Ziel der vorliegenden Erfindung, eine Reifenprüfvorrichtung bereitzustellen, die verwendet werden kann, wenn der Flugzeugreifen heiss oder kalt ist.
Es ist ein anderes Ziel der vorliegenden Erfindung, eine Reifenprüfvorrichtung bereitzustellen, die den Druck und den Sauerstoffgehalt des Reifens in einem einzigen Arbeitsscheitt prüfen kann, d. h., der Ventilkopf muss nur ein einziges Mal auf das Reifenventil aufgesetzt werden.
Erfindungsgemäss wird daher eine Reifenprüfvorrichtung bereitgestellt, mit ei ner Öffnung, in die ein Teil des Ventils eines zu prüfenden Reifens eingesetzt werden kann, wobei jene Öffnung in wenigstens einen Hohlraum führt, einem Temperaturmessfühler, der sich in jenem wenigstens einen Hohlraum befindet, und einem Druckmessfühler, der sich in jenem wenigstens einen Hohlraum befindet, dadurch gekennzeichnet, dass sich in jenem wenigstens einen Hohlraum ein Sauerstoffmessfühler befindet.
Vorzugsweise weist die Vorrichtung Mittel zum Speichern einer Aufzeichnung des Volumens eines Reifens und Mittel zum Berechnen eines tatsächlichen Drucks bei einer Bezugstemperatur auf. In den bevorzugten Ausführungen kann der tatsächliche Druck bei einer Bezugstemperatur von der Vorrichtung berechnet werden, aber in anderen (weniger bevorzugten) Ausführungen kann die Druckberechnung separat durchgeführt werden, beispielsweise mit einem Computer oder einem anderen Gerät, an das der gemessene Druck und die Temperatur heruntergeladen werden.
Es ist bekannt, dass Druck, Temperatur und Volumen einer bekannten Gasmenge zu einander (durch das Gesetz von Boyle) in Beziehung stehen, und das Kennen des Gasvolumens im Reifen ermöglicht die Umwandlung einer Druckablesung bei irgendeiner Temperatur in eine Druckablesung bei einer anderen (Bezugs-)Temperatur. Wenn demzufolge vorgegeben ist, dass der Druck der Reifen bei 0°C gemessen werden sollte, und der aktuelle Druck wird bei 50°C gemessen, kann der äquivalente oder tatsächliche Druck bei 0°C einfach berechnet werden.
Die Fähigkeit der Vorrichtung, die Reifen bei jeder vorgegebenen Temperatur zu messen und in den bevorzugten Ausführungen den Druck bei einer Bezugstemperatur zu berechnen, ermöglicht es der Vorrichtung besser, jeden Leckverlust von Gas aus einem Reifen festzustellen. So wäre es mit konventionellen Druckprüfapparaten sogar dann immer noch nicht möglich, wirklich brauchbare Daten zu erhalten, wenn die Flugzeugreifen abkühlen gelassen würden und jeden Tag gemessen werden könnten, wenn sich dasselbe Flug zeug an einem Tag in einer heissen Atmosphäre wie beispielsweise in Arizona und am folgenden Tag in einem kalten Klima wie beispielsweise in Alaska befinden würde, da die Umgebungstemperatur, und damit die Temperatur des „kalten" Reifens zwischen den beiden Orten um 40°C abweichen kann.
Vorzugsweise umfasst die Vorrichtung eine Basiseinheit und einen Ventilkopf, wobei der Ventilkopf mit der Basiseinheit mittels eines biegsamen Rohrs verbunden ist, wobei der Ventilkopf zur Verbindung mit dem Reifenventil angepasst ist und um das Entweichen einer geringen Gasmenge daraus zu ermöglichen. Vorzugsweise befindet sich auch der Temperaturmessfühler im Ventilkopf, so dass die Temperatur des Gases so nahe beim Reifen wie möglich gemessen wird und die Wahrscheinlichkeit von auftretenden Fehlberechnungen, weil beispielsweise das Gas sich beim Verlassen des Reifens abgekühlt hat, stark vermindert ist.
Es ist wünschenswert, dass der Temperaturmessfühler ein Thermoelement ist. Ebenso wünschenswert ist es, dass der Druckmessfühler ein absoluter Druckmessfühler ist, d. h. ein Druckmessfühler, der einen zu messenden Druck gegen Vakuum vergleichen kann, Zweckmässigerweise ist der Druckmessfühler ein als Dehnmessstreifen konfigurierter Druckumformer, wie beispielsweise derjenige hergestellt in der Schweiz von Kistler unter der Modellnummer MER 180.A.20. Die Bezeichnung „20" zeigt an, dass der Messfühler über einen Bereich von 20 bar arbeiten kann, was für den Grossteil von Anwendungen als genügend erachtet wird, jedoch können andere Messfühler, die einen grösseren (oder kleineren) Bereich bereitstellen, verwendet werden, falls dies gewünscht wird.
Da die Vorrichtung auch einen Sauerstoffmessfühler umfasst, kann die Vorrichtung den Druck des Gases im Reifen und im wesentlichen zur gleichen Zeit den Sauerstoffgehalt messen – wodurch insbesondere die Bedienperson nur einen einzigen „Schuss" Gas für die Druck- und Sauerstoffprüfung aus dem Reifen ziehen muss. Wenn der Druck aller Reifen jeden Tag gemessen wird, kann auf diese Weise auch eine Aufzeichnung des Sauerstoffgehalts jeden Tag durchgeführt werden, und das Nachpumpen des Reifens mit Stickstoff von schlechter Qualität (d. h., einen hohen Prozentanteil Sauerstoff enthaltend), oder sogar mit Sauerstoff anstelle von Stickstoff, kann rasch ermittelt werden.
Bevorzugt befindet sich der Sauerstoffmessfühler in der Basiseinheit. So ist es nicht notwendig, dass der Sauerstoffgehalt nahe beim Ventil gemessen wird, da dieser Gehalt sich zwischen dem Ventil und der Basiseinheit nicht verändern wird. Ebenfalls bevorzugt enthält die Basiseinheit eine Kammer, in die das Reifengas geleitet werden kann, wobei sich der Sauerstoffmessfühler in der Kammer befindet. Es ist wünschenswert, dass die Vorrichtung Mittel zum Spülen der Kammer umfasst, so dass das Gas aus einer früheren Reifenmessung nicht die Prüfung des Sauerstoffgehalts des nächsten Reifens verfälscht.
Zweckmässigerweise ist die Basiseinheit tragbar und idealerweise so gestaltet, dass sie in der Hand gehalten und um das Flugzeug herum getragen werden kann, und insbesondere zu jedem Reifen des zu prüfenden Flugzeugs getragen werden kann. Vorzugsweise umfasst die Basiseinheit eine Klammer, so dass sie an einem von der Bedienperson getragenen Gürtel aufgehängt werden kann.
Folglich ist die Vorrichtung tragbar und die Basiseinheit enthält vorzugsweise wenigstens eine Batterie zur Bereitstellung elektrischer Energie. Die Batterie ist vorzugsweise wieder aufladbar, jedoch enthält die Vorrichtung idealerweise auch ein Fach für nicht wieder aufladbare Batterien, so dass nicht wieder aufladbare Batterien gekauft und verwendet werden können, falls die wieder aufladbare Batterie vor dem Gebrauch nicht genügend aufgeladen wurde.
Es ist wünschenswert, dass die Basiseinheit Schnittstellenmittel umfasst, mittels derer die darin gespeicherten Daten auf einen Computer wie beispielsweise einen zentralen Rechner heruntergeladen werden können. Die Vorrichtung kann einen flüchtigen Speicher aufweisen, in welchem die dem Sauerstoffge halt, der Druckmessung und dem berechneten tatsächlichen Druck entsprechenden Daten der Reifen jedes Flugzeugs, das die Bedienperson geprüft hat, gespeichert werden können, und eine dauerhafte Aufzeichnung dieser Messungen kann im Computer aufbewahrt oder aus diesem in dauerhafter Form ausgegeben werden.
Zweckmässigerweise führt die Vorrichtung periodische Messungen des Atmosphärendrucks und der Temperatur der Umgebungsluft durch und kann diese Messungen zur Umwandlung des gemessenen Drucks des Reifengases in den tatsächlichen (Bezugs-)Druck verwenden. Somit ist es erforderlich, bei der Berechnung des tatsächlichen Drucks auch den Atmosphärendruck in Betracht zu ziehen, und die Vorrichtung kann sich während den Berechnungen des tatsächlichen Drucks um die Änderungen im atmosphärischen Druck kümmern. Demzufolge kann der Druck bei einer Bezugstemperatur und auch bei einem atmosphärischen Bezugsdruck berechnet werden, so dass der Druck in den Reifen desselben Flugzeugs sowohl auf Meereshöhe (z. B. in Miami) als auch in der Höhe (z. B. in Denver) zuverlässig gemessen werden kann, ohne dass die relative Änderung im atmosphärischen Druck zwischen diesen Orten die Zuverlässigkeit der Ablesung des tatsächlichen Druckes beeinflusst.
Vorzugsweise hat die Vorrichtung einen „Stand-by" Modus, bei welchem die Anzeige während Perioden der Inaktivität ausgeschaltet werden kann. Die Durchführung der Ablesungen des Drucks und der Temperatur der Umgebung können jedoch während diesen Stand-by Perioden periodisch fortgeführt werden. Die Vorrichtung kann in den voll betriebsfähigen Modus zurückkehren, wenn die Bedienperson einen Schalter betätigt, obschon dies vorzugsweise automatisch geschieht und z. B. passiert, wenn ein bedeutender Druck- oder Temperaturanstieg festgestellt wird, der anzeigt, dass gerade eine Messung stattfindet.
Da die Vorrichtung eine Aufzeichnung des Reifenvolumens benötigt, hat sie einen Permanentspeicher, der eine Datenbank mit den Reifenvolumen des spezifischen Flugzeugs des Benutzers enthält. So kann das Gasvolumen in allen erhältlichen Flugzeugreifen berechnet werden, oder es kann darauf Bezug genommen werden, und der Permanentspeicher der Vorrichtung kann zur Speicherung des Reifenvolumens jedes Flugzeugs des Benutzers verwendet werden. Zudem umfasst die Vorrichtung vorzugsweise ein Anzeigemittel, mit dem die Bedienperson nacheinander zu jedem Reifen des Flugzeuges geführt wird, und die Vorrichtung wird automatisch den tatsächlichen Druck bezogen auf das Volumen jedes einzelnen in ihrem Permanentspeicher gespeicherten Reifens berechnen.
Die Vorrichtung hat vorzugsweise einen Steuerknopf, der es der Betriebperson ermöglicht, das zu prüfende Flugzeug auszuwählen. Die Auswahl kann über den Flugzeugtyp, bevorzugt jedoch unter Bezugnahme auf einen jedem Flugzeug eigenen alfanumerischen Code durchgeführt werden, so dass eine Aufzeichnung des Drucks und des Sauerstoffgehalts jedes Reifens von jedem Flugzeug erhalten werden kann.
Es ist wünschenswert, dass die Vorrichtung einen Anzeigeschirm aufweist. Es ist ebenfalls wünschenswert, dass das Steuermittel das Erscheinen einer Darstellung des Flugzeugs auf dem Anzeigeschirm bewirken kann, wobei das Steuermittel ebenfalls jeden Reifen des Flugzeugs über den Anzeigeschirm in der Reihenfolge identifiziert, in der die Reifen geprüft werden sollen.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
Die Erfindung wird nachfolgend anhand von Beispielen beschrieben, unter Bezugnahme auf die begleitenden schematischen Zeichnungen.
1 zeigt den Ventilkopf der Vorrichtung;
2 zeigt die Basiseinheit einer ersten Ausführung einer erfindungsgemäs sen Reifenprüfvorrichtung;
3 zeigt eine mögliche Ausgabe auf dem Ausgabeschirm der Vorrichtung; und
4 zeigt die Basiseineinheit einer zweiten Ausführung einer erfindungsgemässen Reifenprüfvorrichtung.
BESCHREIBUNG DER BEISPIELHAFTEN AUSFÜHRUNGEN
Der in 1 gezeigte Ventilkopf 10 weist eine im wesentlichen übliche Gestalt auf und umfasst eine Öffnung 12, in die ein Teil des Reifenventils 14 eines (nicht gezeigten) Flugzeugreifens eingesetzt werden kann. In bekannter Weise weist die Öffnung eine Dichtung 16 auf, gegen die das Ventil dichtend angelegt werden kann, und (nicht gezeigte) Mittel, um das Ventil zu öffnen und das Entweichen von Luft aus dem Reifen in den Hohlraum 20 des Ventilkopfs zu ermöglichen.
Im Hohlraum 20 des Ventilkopfs und unmittelbar neben der Öffnung 12 befindet sich ein Temperaturmessfühler 22. In dieser Ausführung ist der Temperaturmessfühler 22 ein Thermoelement, insbesondere ein Thermoelement vom Typ T mit einem positiven Element aus Kupfer und einem negativen Element aus Constantan (eine Kupfer-Nickel-Legierung). Der tatsächliche Temperaturbereich eines derartigen Thermoelementes ist etwa –185°C bis +300°C.
Die Ausgabe des Thermoelementes 22 ist ein die Temperatur des aus dem Reifen entweichenden Gases anzeigendes elektrisches Signal. Das elektrische Signal wird über elektrische Leitungen 24 transportiert, die entlang dem hohlen Inneren des Hohlraumes 20 und auch entlang dem hohlen Inneren des beweglichen Rohrs 26 geführt, welches den Ventilkopf 10 mit der Basiseinheit 30 (2) oder 130 (4) verbindet. Wie aus 2 ersichtlich, mündet der hohle In nenraum des flexiblen Rohrs 26 in einen Hohlraum 32 in der Basiseinheit, und die elektrischen Drähte 24 führen aus diesem Hohlraum durch eine Druckdichtung 34 und enden bei der gedruckten Schaltung 36.
Der Hohlraum 32 steht über eine Leitung 42 mit einem weiteren Hohlraum 40 in Verbindung, und der Hohlraum 40 steht weiter über eine Leitung 46 mit einer Kammer 44 in Verbindung. Auf diese Weise wird Gas, das aus dem Reifen entnommen wird, dem beweglichen Rohr 26 entlang geführt und tritt in die Hohlräume 32 und 40 und in die Kammer 44 ein.
Neben dem Hohlraum 40 befindet sich ein Druckmessfühler 50, in dieser Ausführung ein Festkörperdruckmessfühler, hergestellt in der Schweiz durch Kistler, und insbesondere die Modellnummer MER 180.A.20. Der Druckmessfühler befindet sich in einer Hinterschneidung 52 im Körper der Basiseinheit 30, welche Hinterschneidung eine Ringdichtung 54 trägt, um das Entweichen von Gas zu verhindern. Über einen Sicherungsring 56, der vorzugsweise mit einem Gewinde versehen ist und sich in einem mit einem entsprechenden Gewinde versehenen erweiterten Teil der Hinterschneidung 52 befindet, wird der Druckmessfühler in der Hinterschneidung 52 zurückgehalten, und ein Dichtungsdruck wird über dem Dichtungsring 54 aufrecht erhalten.
Es ist für den Fachmann ohne weiteres verständlich, dass dieser Druckmessfühler ein absoluter Druckmessfühler mit einem Vakuum auf einer Seite seines Arbeitselementes ist. Der Druckmessfühler funktioniert durch Messen der Dehnung auf dem Arbeitselement, wobei die Dehnung die Druckdifferenz zwischen den beiden Seiten des Elementes anzeigt. Andere Druckmessfühler könnten verwendet werden, aber es ist anzunehmen, dass ein Messfühler vom Typ eines Dehnungsmessers, wie der beschriebene, am besten geeignet sein wird.
Die Ausgabe des Druckmessfühlers 50 ist ein den Druck im Hohlraum 40 anzeigendes elektrisches Signal; elektrische Drähte 60 kommunizieren die Ausgabe des Druckmessfühlers 50 an die gedruckte Schaltung 36.
Die Kammer 44 enthält einen durch die Platte 62 dargestellten elektrochemischen Sauerstoffmessfühler. Kommerziell erhältliche Sauerstoffmessfühler des elektrochemischen Typs sind bekannt und erhältlich von City Technologies Limited in Portsmouth, U.K. – ein geeigneter Messfühler ist jener, der von dieser Firma unter der Bezugsnummer C/YO₂ verkauft wird. In alternativen Ausführungen kann jedoch ein anderer Typ eines Sauerstoffmessfühlers verwendet werden, beispielsweise ein Festkörpermessfühler ähnlich jenem, der in der WO 94/23289 offenbart, aber in geeigneter Weise zur Feststellung von Sauerstoff konfiguriert ist. Ein geeigneter Festkörpersauerstoffmessfühler ist erhältlich von Omega High Technology Sensors Limited, Unit 8, Aston Fields Trading Estate, Sugarbrook Road, Bromsgrove, Worcestershire, B60 3DW, England. Ein Festkörpersauerstoffmessfühler wird wahrscheinlich von vielen Bedienpersonen bevorzugt.
Die Ausgabe des Sauerstoffmessfühlers 62 ist ein dem Sauerstoffanteil in der Kammer 44 entsprechendes elektrisches Signal, und dieses elektrische Signal wird über die elektrischen Drähte 64 an die gedruckte Schaltung 36 kommuniziert.
Die Vorrichtung umfasst auch einen Anzeigeschirm 70. Bevorzugt ist der Anzeigeschirm eine Flüssigkristallanzeige. Da Flüssigkristallanzeigeschirme in hohem Mass auf irreversible Temperaturschäden anfällig sind, ist der Schirm von der übrigen Basiseinheit durch einen Luftspalt 72 getrennt und ist mit dem verbleibenden Teil der Basiseinheit über thermisch nicht leitende (oder schlecht leitende) Halterungen 74 verbunden. Auf diese Weise kann der Schirm 70 vor den hohen Temperaturen geschützt werden, die innerhalb des übrigen Teils der Basiseinheit wegen der heissen Reifengase und/oder wegen einfallender Solarstrahlungen in einem speziell heissen Klima auftreten. Vorzugsweise sind die Halterungen 74 elastisch und biegsam, so dass der Schirm 70 auch vor Schlägen auf die Basiseinheit 30 geschützt wird.
Eine mögliche Ausgabe auf dem Anzeigeschirm ist in 3 gezeigt. Wenn somit die Vorrichtung das erste Mal eingeschaltet wird, wird die Bedienperson aufgefordert, das zu prüfende Flugzeug auszuwählen. Vorzugsweise umfasst der Permanentspeicher der Vorrichtung nur diejenigen Flugzeuge innerhalb der Flotte des einzelnen Flugzeugeigners oder -benutzers, so dass die Daten für Flugzeuge, die nicht zur Flotte gehören, nicht im Speicher zurückgehalten werden müssen. Die Basiseinheit 30 (und auch die Basiseinheit 130 von 4) hat einen (nicht gezeigten) Steuerknopf, den die Bedienperson zum Auswählen des Flugzeugs benutzen kann. Zweckmässigerweise ist der Steuerknopf ein Kippschalter, mit dem die Bedienperson einen Cursor hinauf oder hinunter durch ein Menu der auf dem Anzeigemittel gezeigten Flugzeuge der Flotte bewegen kann. Alternativ kann ein Steuerknopf wiederholt gedrückt werden, um durch ein Menu der Flotte zu rollen. Das Anzeigemittel zeigt bevorzugt den Flugzeugtyp (z. B. „DC-10") und den dem Flugzeug eigenen alfanumerischen Code.
Wenn das zu prüfende Flugzeug einmal ausgewählt ist, zeigt die Anzeige eine Darstellung 80 eines Flugzeugs. Die Darstellung zeigt jedes Rad oder jeden Reifen, und ein ausgeleuchteter Pfeil 22 zeigt der Bedienperson an, welcher Reifen zu prüfen ist, im vorliegenden Fall einer der Bugradreifen 84. Der Mikroprozessor greift für das Volumen dieses speziellen Reifens auf den Speicher zu, so dass die nachfolgende Druck- und Temperaturmessung (zusammen mit der vorgängig (kürzlich) aufgenommen Druck- und Temperaturmessung der Umgebung) verwendet werden kann, um den gemessenen Druck in einen tatsächlichen Druck umzuwandeln.
Alternativ kann der Pfeil 82 weggelassen werden, und statt dessen kann die Darstellung des zu prüfenden Reifens auf der Anzeigetafel 70 intermittierend blinken, wobei Reifen, die bereits geprüft worden sind, ausgefüllt, und Reifen, die nicht geprüft worden sind, als Umriss gezeigt werden.
Der gemessenen Druck und der berechnete tatsächliche Druck kann auf dem Anzeigeschirm 70 gezeigt werden, um der Bedienperson zu bestätigen, dass die Prüfung erfolgreich abgeschlossen worden ist. Zusätzlich kann das Ergebnis der Sauerstoffgehaltprüfung als bestanden/fehlgeschlagen angezeigt werden, z. B. können die Buchstaben „OK" angezeigt werden, oder die beispielsweise mit einem Kreuz durchgestrichenen Buchstaben „OK", (wobei angenommen wird, dass dies von den Angehörigen der meisten Länder der Welt verstanden wird, ohne dass eine Übersetzung erforderlich ist) – wenn die Sauerstoffprüfung fehlschlägt, kann die Bedienperson einen Steuerknopf drücken, um den als Prozentanteil gemessenen aktuellen Sauerstoffgehalt anzuzeigen.
Ungeachtet dessen, dass das Anzeigemittel vorzugsweise (anfänglich) nur einen Bestanden/Fehlgeschlagen Zustand für den Sauerstoffgehalt anzeigt, speichert der Mikroprozessor den aktuellen Prozentanteil, und dieser aktuelle Prozentanteil kann auf den Computer heruntergeladen werden, so dass Veränderungen im aktuellen Prozentanteil von Sauerstoff im Reifen überprüft werden können.
Im Anschluss an die Prüfung des ersten Reifens bewegt sich der Pfeil 82 (oder ein anderer Indikator) auf der Anzeige 70 zu einem anderen Reifen, und die Bedienperson kann mit der Prüfung dieses Reifens fortfahren.
4 zeigt eine zweite Ausführung der Basiseinheit 130. In dieser Ausführung wird die Temperaturanzeige, die von einem (in 4 nicht gezeigten) Thermoelement über elektrische Drähte 24 (von denen in 4 nur einer gezeigt ist) kommuniziert wird, zu einer ersten gedruckten Schaltung 86 mit einem ersten Mikroprozessor 88 kommuniziert. Der Druckmessfühler, der sich im Hohlraum 40 befindet (und der in 4 nicht gezeigt ist, jedoch identisch zu dem von 2 sein kann), kommuniziert ebenfalls mit der ersten gedruckten Schaltung 86 und demzufolge wieder mit dem ersten Mikroprozessor 88 über elektrische Drähte 60 (von denen nur einer in 4 gezeigt wird). Der Sauerstoffmessfühler, der sich in der Kammer 44 befindet (und der in 4 wieder nicht gezeigt ist, aber identisch zu dem von 2 sein kann), kommuniziert ebenfalls mit der ersten gedruckten Schaltung 86 und dann wieder mit dem ersten Mikroprozes sor 88 über elektrische Drähte 64 (von denen nur einer in 4 gezeigt ist).
Die erste gedruckte Schaltung 86 ist nur schematisch gezeigt und würde in der Praxis zusätzlich zum Mikroprozessor 88 Komponenten aufweisen, die auf Wunsch die über die elektrischen Drähte 24, 60 und 84 empfangenen Signale vor Weiterleitung an den Mikroprozessor 88 bestimmen oder modifizieren könnten.
Der Hohlraum 40, die Kammer 44 und die erste gedruckte Schaltung 86 befinden sich in einem ersten Gehäuseteil 90, das auch einen ersten Konnektor 92 aufweist, der Signale über Drähte 94 vom ersten Mikroprozessor 88 (falls gewünscht, von anderen Komponenten zur Bestimmung oder Modifizierung der Signale) empfängt. Nur ein elektrischer Draht 94 ist zwischen der gedruckten Schaltung 86 und dem ersten Konnektor 92 gezeigt, in der Praxis könnten jedoch viele elektrische Drähte bereitgestellt werden, abhängig von der Anzahl der zur Übertragung benötigten getrennten Signale.
Die Basiseinheit 130 umfasst ebenfalls ein zweites Gehäuseteil 96, das zur Verbindung mit und Befestigung an dem ersten Gehäuseteil 90 über (nicht gezeigte) geeignete Befestigungsmittel vorgesehen ist. Die zusammengebauten ersten und zweiten Gehäuseteile 90, 96 umfassen die Basiseinheit 130, die zusammen mit einem beweglichen Rohr und einem Ventilkopf, wie dem in 2 gezeigten, eine vollständige erfindungsgemässe Reifenprüfvorrichtung umfassen. Nach dem Zusammenbau ist auch der erste Konnektor 92 des ersten Gehäuseteils 90 mit einem zweiten Konnektor 98 im zweiten Gehäuseteil 96 verbunden. Der zweite Konnektor 98 kommuniziert mit einem zweiten Mikroprozessor 100, der auf einer zweiten gedruckten Schaltung 102 im zweiten Gehäuseteil 96 angeordnet ist. Auf diese Weise können Signale zwischen dem ersten und zweiten Mikroprozessor 88, 100 (und umgekehrt) über den ersten und zweiten Konnektor 92, 98 kommuniziert werden.
Der zweite Mikroprozessor 100 steuert die Ausgaben von der Reifenprüfvor richtung, d. h. den Ausgabeschirm 70 und auch die Datenausgaben, d. h., beispielsweise die auf einen Computer herunterzuladenden Daten. Es sei hier noch einmal erwähnt, dass die zweite gedruckte Schaltung 102 typischerweise andere Komponenten aufweist, um die Eingabe- und/oder die Ausgabesignale auf Wunsch zu modifizieren oder in einen gewünschten Zustand zu bringen. Die trennbaren ersten und zweiten Konnektoren 92, 98 zwischen dem ersten Mikroprozessor 88 und dem zweiten Mikroprozessor 100 sind vorgesehen, um dem ersten Gehäuseteil 90, einschliesslich aller Messfühler und des ersten Mikroprozessors 88, zu ermöglichen, zur Eichung aus der Vorrichtung entfernt zu werden. Ungeachtet dessen, dass es in einigen Ausführungen möglich wäre, die Vorrichtung mittels eines Computers zu eichen, oder vielleicht ferngesteuert über das Internet, wird angenommen, dass einige Kunden es vorziehen würden, die Routineeicharbeit nicht durchführen zu müssen. Diese Kunden könnten deshalb periodisch (vielleicht einmal pro Jahr) das erste Gehäuseteil 90 und seine Komponenten zur Eichung an den Lieferanten (oder an eine zugelassene Eichstelle) senden, während ein (vorkalibriertes) erstes Gehäuseteil als Ersatz dem Kunden zur Verfügung gestellt werden könnte, so dass die Vorrichtung weiterverwendet werden kann. Da eine Nacheichung für die Kunden sehr direkt durchgeführt werden kann, wird erwartet, dass Routinenacheichungen ein wünschenswertes oder vielleicht obligatorisches Bedienungsmerkmal der Vorrichtung ist, um sicherzustellen, dass die Messfühler und der erste Mikroprozessor ihre volle Betriebswirksamkeit und Genauigkeit beibehalten.
Die ersten und zweiten Mikroprozessoren 88, 100 können beide eine Sicherheitscodierung aufweisen, so dass ein bestimmtes erstes Gehäuseteil 90 (und seine Messfühler und sein erster Mikroprozessor 88) nur mit einem bestimmten zweiten Gehäuseteil 96 (und seinem Anzeigeschirm 70 und seinem zweiten Mikroprozessor 400) verwendet werden kann. Diese Anordnung würde verhindern, dass die Bedienperson die entsprechenden Gehäuseteile von mehr als einer Vorrichtung vertauschen könnte, wodurch die Routineneueichung vermieden oder verzögert werden könnte.
Zudem ist dafür gesorgt, dass der erste Mikroprozessor 88 oder eine andere von der ersten gedruckten Schaltung 86 getragene Komponente einen Analog-zu-Digital Umwandler umfasst, so dass die an den zweiten Mikroprozessor 100 kommunizierten Signale digital sind.
Das zweite Gehäuseteil 96 hat vier mit der zweiten gedruckten Schaltung 102 verbundene Anschlüsse 104. Diese Anschlüsse 104 sind zusätzlich zum (nicht gezeigten) RS 232 Datenübertragungsanschluss, was als ein wünschenswertes Merkmal der Vorrichtung vermutet wird. Die Anschlüsse 104 sind angepasst zur Verbindung mit entsprechenden Anschlüssen am (nicht gezeigten) Batterieladegerät, mit dem die Vorrichtung periodisch verbunden wird, üblicherweise am Ende jedes Arbeitstages. Die Anschlüsse 104 können mit geeigneten Kontaktoberflächen ausgestattet sein, was für den Fachmann ohne weiteres verständlich ist.
Zwei der Anschlüsse 104 dienen zur Bereitstellung elektrischer Energie zum Wiederaufladen der (nicht gezeigten) Batterien, die vom zweiten Gehäuseteil 96 getragen werden, während die anderen zwei Anschlüsse 104 über das Batterieladegerät mit einem Computer kommunizieren können. Die letzteren zwei Anschlüsse 104 entsprechen daher den Dateneingabe- und Datenausgabeanschlüssen, mit denen die Vorrichtung mit einem Host-Computer kommunizieren kann. Es wird angenommen, dass diese Anordnung gegenüber der Verwendung des RS 232 Anschlusses für diese Übertragung bevorzugt wird, da der RS 232 Anschluss durch wiederholte (vielleicht tägliche) Verbindungen leicht beschädigt werden kann. Somit ist bevorzugt, den RS 232 Anschluss für weniger häufige Verbindungen zurückzuhalten, wie sie beispielsweise erforderlich sind für ferngesteuerte Eichung, diagnostische Prüfungen oder beispielsweise eine Engineering Inspektion. Es wird somit ins Auge gefasst, dass ferngesteuerte Diagnoseprüfungen mit dem Gerät durchgeführt werden können, und gewisse (softwarebezogene) Versagen der Vorrichtung ferngesteuert festgestellt und berichtigt werden können, beispielsweise über das Internet oder eine andere ferngesteuerte Übertragungsverbindung. Wenn zusätzliche Flugzeuge zur Flotte hinzugefügt werden, dann können ebenso Daten für die Darstellung 80 dieses Flugzeugs und die Volumen von jedem der Reifen des Flugzeugs an die Vorrichtung übertragen (über die RS 232 Verbindung oder über die Datenanschlüsse 104, was immer bevorzugt wird) und in seinen Permanentspeicher gegeben werden, ohne dass die Vorrichtung an den Hersteller oder Lieferanten zurückgeschickt werden muss.
Es ist ohne weiteres verständlich, dass die Batterieladeanschlüsse mittels geeigneter Komponenten auf der gedruckten Schaltung 102 mit den Batterien verbunden sein können, welche Komponenten die Eingangsspannung und den Eingangsstrom im Bedarfsfall bestimmen oder modifizieren können. Zweckmässigerweise erfordert jedoch die Eingangspannung und der Eingangsstrom keine derartige Bestimmung oder Modifikation, und das Batterieladegerät liefert die gewünschte Ladespannung und den gewünschten Ladestrom.
Wie erwähnt, ist es wahrscheinlich, dass die Vorrichtung eine Minimalzahl von Steuerknöpfen umfasst, beispielsweise drei Steuerknöpfe. Falls gewünscht wird, dass die Vorrichtung PIN (Personal Identification Number) gesteuert ist, so dass sie nur von bekannten Bedienpersonen verwendet werden kann, dann kann das Batterieladegerät mit einem Key-Pad ausgerüstet werden, zweckmässigerweise ein numerischer aber unter Umständen ein alfanumerischer Key-Pad, und die PIN Eingabe kann über das Batterieladegerät und die Datenanschlüsse 104 erfolgen. Wenn das Batterieladegerät auf diese Weise verwendet wird, kann dies mithelfen sicherzustellen, dass die Bedienperson den PIN in einer überwachten Umgebung wie beispielsweise in einem Büro eingeben wird, und es ist nicht erforderlich, den PIN in einer ungünstigen Umgebung wie beispielsweise draussen bei schlechtem Wetter einzugeben.
Wenn die Vorrichtung in Gebrauch ist, ist es erforderlich sicherzustellen, dass der Sauerstoffgehalt eines früher geprüften Reifens nicht das Gas des nachfolgend geprüften Reifens kontaminiert, und die Kammer 44 muss deshalb vor jeder Prüfung gespült werden. In der ersten Ausführung von 2 sind ein elektrisch gesteuerter Ventilator 66 und ein geeignetes (nicht gezeigtes) Ventil zu diesem Zweck vorgesehen. Wenn das Ventil gesperrt ist, ist die Kammer 44 geschlossen, und wenn Gas aus dem Flugzeugreifen gelassen wird, stellt sich der Druck im hohlen Innenraum des beweglichen Rohrs 26, in den Hohlräumen 32 und 40 und in der Kammer 44 schnell auf den Druck im Flugzeugreifen ein. Wenn jedoch die Prüfung vollständig durchgeführt worden ist, kann das Ventil geöffnet werden und der Ventilator 66 arbeitet so, dass das Gas von innerhalb der Kammer 44 und auch von innerhalb der Hohlräume und Leitungen der Vorrichtung ausgestossen und durch Atmosphärenluft ersetzt wird.
Alternativ (und bevorzugt) kann die Kammer 44 mit Gas aus dem nächsten zu prüfenden Reifen gespült werden. In diesen Ausführungen ist die Komponente 166 (4) ein Ventil, vorzugsweise ein Schrader Ventil. Das Schrader Ventil kann mit einem (nicht gezeigten) Elektromotor geöffnet werden. Es ist erforderlich, dass das Ventil 166 während einer genügend langen Zeit geöffnet bleibt, und zu ermöglichen, dass das Gas in der Kammer 44 durch Gas, welches über das bewegliche Rohr 26 (2) ankommt, ausgespült wird. Das Ventil 166 ist nachfolgend geschlossen, damit die Kammer 44 mit Gas aus dem zu prüfenden Reifen gefüllt werden kann. Es ist notwendig, dass alles von der vorherigen Prüfung zurückbleibende Gas, welches in der Kammer 44 (und der übrigen Vorrichtung) vorhanden ist, gespült wird, bevor der Sauerstoffgehalt des zu prüfenden Reifens genau bestimmt werden kann. Das Volumen des Rohrs 26, der Hohlräume 32, 40 der Kammer 44 und der Leitungen 42, 46 der Vorrichtung sollte so klein wie möglich gehalten werden, soweit dies praktikabel ist, und in einem Arbeitsdesign wird dieses Volumen zu etwa 30 ccm angenommen. Um ein vollständiges Spülen bei einem derartigen Design sicherzustellen, kann vorgesehen sein, dass etwa 100 ccm Gas gespült wird, d. h., 100 ccm Gas darf durch das Reifenventil entweichen und in (und durch) die Vorrichtung strömen.
Zur Vermeidung falscher oder unzuverlässiger Druckanzeigen, wie sie beispielsweise passieren können, wenn das Instrument nicht korrekt auf das Reifenventil aufgesetzt wird, nimmt der Druckmessfühler 50 aufeinanderfolgende Lesewerte und akzeptiert eine Ablesung, wenn drei aufeinanderfolgende Ablesewerte innerhalb eines vorgegebenen Relativbereichs sind. Versuche haben gezeigt, dass bei Verwendung eines Dehnungsmesser-Druckmessfühlers, wie er bevorzugt wird, der Messfühler einen Ablesewert von etwa 98% des aktuellen Druckes nach etwa 30 Sekunden gibt, und eine 100% Ablesung nach etwa 90 Sekunden. Es wird angenommen, dass 90 Sekunden zu lange ist, um von einer Bedienperson zu erwarten, dass sie den Ventilkopf auf dem Ventil des zu prüfenden Reifens hält, und so wird in der Praxis angenommen, dass die aktuelle Druckablesung von der 98% Ablesung extrapoliert wird.
Der Mikroprozessor 88 hat einen permanenten und einen flüchtigen Speicher (RAM). Der Permanentspeicher enthält das Volumen jedes Reifens, der mit der Vorrichtung geprüft wird, und diese Information kann vom Mikroprozessor verwendet werden, um den gemessenen Druck bei der gemessenen Temperatur in eine tatsächliche Druckmessung bei einer vorgegebenen Bezugstemperatur umzuwandeln. Wenn der Mikroprozessor 88 den tatsächlichen Druck bei der Bezugstemperatur und den Bezugsdruck bei Umgebungstemperatur berechnet hat, wird dies im flüchtigen Speicher der Vorrichtung gespeichert. Der gemessene Sauerstoffgehalt des Reifens wird ebenfalls im flüchtigen Speicher gespeichert.
Wenn der Druck und der Sauerstoffgehalt aller Reifen des Flugzeugs gemessen worden sind, können die Ergebnisse aus dem flüchtigen Speicher der Vorrichtung auf einen Computer oder ein anderes mehr permanentes Datenaufzeichnungsgerät heruntergeladen werden. Alternativ kann das Herunterladen der Daten einmal pro Arbeitstag durchgeführt werden, bevorzugt am Ende des Arbeitstages der Bedienperson, wenn die Daten von verschiedenen Flugzeugen zusammen heruntergeladen werden können.
Ein geeigneter Ablauf von Arbeitsschritten der Vorrichtung unter Verwendung einer Basiseinheit 130 von 4 ist wie folgt. Erstens wird der Ventilkopf 10 auf das Ventil eines Reifens aufgesetzt. Der Druckanstieg im Hohlraum 40 (als Folge des Durchgangs von Gas durch das bewegliche Rohr 26) wird vom Druckmessfühler 50 festgestellt, welcher den ersten Mikroprozessor 88 aktiviert. Der Ventilkopf 10 wird auf dem Ventil während einer Zeitdauer von 30 Sekunden zurückgehalten, danach fragt der Mikroprozessor 88 die Druckablesungen vom Druckmessfühler ab. Aufeinanderfolgende Druckablesungen werden durchgeführt (etwa eine Mikrosekunde auseinander), und wenn drei aufeinanderfolgende Ablesungen genügend nahe zusammen sind (vorzugsweise innerhalb von 3,5% jedes anderen), wird der Mittelwert dieser Ablesungen als 98% des aktuellen Druckes festgelegt. Wenn jedoch die aufeinanderfolgenden Ablesungen nicht genügend nahe zusammen sind (d. h. sie differieren um mehr als 3,5%), wird angenommen, dass die Bedienperson den Ventilkopf aus einem adäquaten Kontakt mit dem Ventil herausbewegt hat, und weitere Druckablesungen werden durchgeführt, bis drei aufeinanderfolgende Ablesungen genügend ähnlich sind. Wenn drei genügend ähnliche aufeinanderfolgende Druckablesungen erhalten worden sind, extrapoliert der erste Mikroprozessor 88 die Druckablesungen auf den aktuellen (100%) Druckwert.
Nach Abschluss der Druckmessungen wird das Verfahren mit der Sauerstoffprüfung und der Temperaturablesung fortgesetzt. Insbesondere leitet der erste Mikroprozessor 88 den Motor an, das Ventil 166 zu öffnen und das Gas innerhalb der Kammer 44 und des übrigen Teils der Vorrichtung zu spülen. Hierzu treibt der Motor eine Stange an, die ihrerseits in den Zapfen des Schrader Ventils 166 eingreift (keines dieser Teile ist in den Zeichnungen dargestellt, aber sie sie sind für den Fachmann sofort offensichtlich). Die Position der Stange wird bestimmt durch einen auf dem Motor montierten Rotationscodierer, und um sicherzustellen, dass die Stange das Ventil während der vorgegebenen Zeitdauer öffnet, wird die Stange zuerst in ihre vollständig zurückgezogene Position zurückgezogen (bei der der Strom gegen das Stillstandniveau ansteigt und abgeschaltet wird, bevor der Motor stillsteht – damit wird das Blockieren des Motors verhindert), und anschliessend eine vorgegebene Distanz, die erforderlich ist, um die Stange mit dem Zapfen in Eingriff zu bringen, vorwärts bewegt. Die Stange wird weiterbewegt, um den Zapfen zu öffnen und das Ausströmen von Gas zu ermöglichen, und dann nach einer vorgegebenen Zeit geschlossen. Die Stange wird vorgängig vom Zapfen weg bewegt, so dass seine Position genau und zuverlässig bestimmt werden kann, d. h., es wird nicht angenommen, dass die Position der Stange genügend genau bekannt ist, ohne dass sie zuerst auf eine bekannte Ausgangsposition zurückgeführt wird.
Wie oben angegeben, ist es wünschenswert, weil das „Stillstandvolumen" der Vorrichtung bei etwa 30 ccm liegt, mit etwa 100 ccm Gas zu spülen. Die Zeit, während der das Ventil 166 geöffnet bleiben muss, um 100 ccm Gas bei den involvierten Drucken zu spülen, ist wahrscheinlich sehr kurz, und das Ventil 166 kann eine Verengung umfassen, um die Ausflussgeschwindigkeit von Gas zu begrenzen, so dass die gewünschte Spülmenge wirksam gesteuert werden kann.
Es ist auch erwünscht, dass die Temperaturmessung mit dem Thermoelement 22 erst vorgenommen wird, nachdem die Vorrichtung gespült wurde. Der Grund hierfür liegt darin, dass nur ein kleines Gasvolumen durch den Ventilkopf fliessen wird, wenn er zum ersten Mal mit dem Ventil verbunden wird, d. h., solange das Ventil 166 geschlossen bleibt und die thermische Masse des Thermoelementes selbst dazu neigt, zu dieser Zeit vorgenommene Temperaturmessungen zu verfälschen. Nachdem die Zeitdauer von 30 Sekunden vorbei ist, nach welcher die Druckablesungen durchgeführt werden, wird sich die Temperatur des Ventilkopfs jener des aus dem Reifen ausgestossenen Gases annähern. Die zusätzlichen 100 ccm (oder daherum) Gas, welche während des Spülprozesses durch den Ventilkopf fliessen, werden zu einer weit zuverlässigeren Temperaturmessung führen, d. h., die mit dem Thermoelement gemessene Temperatur wird viel näher bei der aktuellen Gastemperatur liegen. Trotzdem wird jedoch erwartet, dass die gemessene Temperatur leicht unter der aktuellen Temperatur liegen wird, und die Abweichung kann empirisch geprüft werden, und der erste Mikroprozessor 88 umfasst einen Algorithmus für diese Korrektur.
Vorzugsweise enthält die Vorrichtung auch eine elektronische Uhr, die das Da tum und die Zeit jeder Prüfung aufzeichnen kann, d. h., zur Aufzeichnung des Datums und der Zeit zu jedem Zeitpunkt, bei dem der Druckmessfühler anzeigt, dass eine Reifendruckprüfung durchgeführt worden ist. Diese Daten können zusammen mit dem Reifendruck und dem Sauerstoffgehalt heruntergeladen werden. Mit diesen Daten und Zeitaufzeichnungen kann die Behörde überprüfen, ob die Prüfung ausreichend häufig für jedes Flugzeug in der Flotte eines Eigners oder Benutzers durchgeführt worden ist. Ebenso kann der Flugzeugbenutzer oder der -eigner leicht eine graduelle Abnahme des Reifendrucks prüfen, der bei einem einzelnen Reifen auftreten kann, und kann diese Information vielleicht verwenden, um festzustellen, welcher Reifenhersteller die Reifen produziert, weiche die häufigste und/oder die geringste Nachfüllung erfordern.
Es ist ein zusätzlicher Vorteil der Fähigkeit der Vorrichtung zur Aufzeichnung von Zeit und Datum bei jeder Messung, dass das Datum der letzten Messung ermittelt werden kann. Wenn somit die Vorrichtung zu arbeiten aufhört, kann das Datum und die Zeit der letzten Messung (bevor sie zu arbeiten aufhörte) festgestellt werden, und die Bedienperson, die vielleicht für den Ausfall der Vorrichtung verantwortlich war, kann identifiziert werden. Bedienpersonen werden wahrscheinlich mehr Sorge tragen zu einer Vorrichtung, wenn festgestellt werden kann, dass deren Missbrauch einen Ausfall der Vorrichtung verursacht hat. Ungeachtet dessen, dass die Vorrichtung vorzugsweise hergestellt wird, um eine Zweimeter-Fallprüfung zu überstehen, wird es somit trotzdem immer noch möglich sein, den Ausfall der Vorrichtung durch Missbrauch zu verursachen.
Es ist ohne weiteres verständlich, dass die Beziehung zwischen dem Druck im Reifen, der Temperatur des Gases darin und dem Gasvolumen nicht immer gleichförmig sein könnte, da die Elastizität des Reifens (und demzufolge sein Volumen) mit der Temperatur ändern könnte. Es wird jedoch angenommen, dass diese Veränderungen der Elastizität einen kleinen Effekt haben, so dass die Beziehung im wesentlichen gleichförmig ist. Wenn jedoch der Versuch zeigt, dass die Beziehung für einige Flugzeugreifen nicht ausreichend gleichförmig ist, kann die fehlende Gleichförmigkeit empirisch bestimmt werden, und der erste Mikroprozessor 88 (oder der einzige Mikroprozessor der Ausführung von 2) kann einen Algorithmus umfassen, um den Mangel an Gleichförmigkeit zu korrigieren.
In der Zeichnung sind die gedruckten Schaltungen 86, 102, die Mikroprozessoren 88, 100 und die verschiedenen elektrischen Drähte in den entsprechenden Gehäuseteilen dargestellt, die als fest gezeichnet sind. Es ist jedoch ohne weiteres verständlich, dass sich diese Komponenten in der Praxis in Kammern oder Hohlräumen in den Gehäuseteilen befinden.
Obschon in der Zeichnung nicht dargestellt, weist der Anzeigeschirm 70 vorzugsweise ein Beleuchtungsmittel auf, mit dem der Schirm befeuchtet werden kann, wenn das Umgebungslicht ungenügend ist, um ein deutliches Erkennen der Anzeige zu ermöglichen. Vorzugsweise kann die Vorrichtung einen Lichtmessfühler aufweisen, um das Niveau des Umgebungslichts festzustellen, so dass das Beleuchtungsmittel automatisch arbeitet. Zusätzlich kann die Vorrichtung ein weiteres Beleuchtungsmittel aufweisen, welches angepasst ist, Licht auf das Reifenventil zu werden, so dass die Bedienperson die Lage des Ventils leichter feststellen und den Ventilkopf 10 darauf korrekt aufsetzen kann.
Da die Vorrichtung idealerweise in vielen Ländern der Welt verwendet wird, wird bevorzugt, dass der Anzeigeschirm 70 und die (nicht gezeigten) Steuerknöpfe Symbole oder grafische Darstellungen anstelle von Wörtern verwenden, um damit das Erfordernis von Übersetzungen zu vermeiden. Zusätzlich sind die Vorrichtungen und insbesondere der Ventilkopf und die Steuerknöpfe typischerweise gross genug, um mit Handschuhen bedient zu werden, da Handschuhe in sehr kalten und sehr heissen Klimata oft erforderlich sind. So ist beabsichtigt, dass die Basiseinheit eine Grösse und ein Gewicht aufweist, das sie leicht in einer Hand gehalten werden kann, so dass die Bedienperson die Basiseinheit in der einen Hand und den Ventilkopf in der anderen Hand halten kann. Es ist auch vorgesehen, dass die Steuerknöpfe der Bedienperson zugänglich sind, während die Basiseinheit gehalten wird, also mit einer Hand, so dass die Bedienperson auf die Steuerknöpfe zugreifen kann, ohne zuerst den Ventilkopf vom Reifenventil zu nehmen.
Die (nicht gezeigte) wieder aufladbare Batterie ist so ausgelegt, dass sie genügend elektrische Energie liefert, damit die Vorrichtung während etwa 14 Stunden bedient werden kann, was länger ist als ein Arbeitstag der meisten Bedienpersonen. Auf diese Weise kann die Vorrichtung während eines ganzen Arbeitstages verwendet werden, bevor sie wieder aufgeladen werden muss (rechtzeitig für den nächsten Arbeitstag). Idealerweise ist der flüchtige Speicher der Vorrichtung gross genug, um Daten von verschiedenen Flugzeugen zu speichern, und insbesondere mehrere Flugzeuge, die typischerweise in einem Abstand von 14 Stunden geprüft werden können. Damit müssen die Druck- und Sauerstoffdaten nur am Ende des Arbeitstages der Bedienperson heruntergeladen werden.
Die Basiseinheit 30, 130 sollte so ausgelegt sein, dass sie widerstandsfähig ist gegen Beschädigungen, die verursacht werden durch Sonnenlicht, Ozon und Skydrol, wobei letzteres ein für Flugzeuge benutztes Schmiermittel ist.

Claims

Reifenprüfvorrichtung mit einer Öffnung (12), in die ein Teil des Ventils (14) eines zu prüfenden Reifens eingesetzt werden kann, wobei jene Öffnung (12) in wenigstens einen Hohlraum (20, 40, 44) führt, einem Temperaturmessfühler (22), der sich in jenem wenigstens einen Hohlraum befindet, und einem Druckmessfühler (50), der sich in jenem wenigstens einen Hohlraum befindet, dadurch gekennzeichnet, dass sich in jenem wenigstens einen Hohlraum ein Sauerstoffmessfühler (62) befindet.
Reifenprüfvorrichtung nach Anspruch 1, bei der die Vorrichtung Mittel (88) zum Speichern einer Aufzeichnung des Volumens eines Reifens und Mittel zum Berechnen eines tatsächlichen Drucks bei einer Bezugstemperatur aufweist.
Reifenprüfvorrichtung nach Anspruch 1, die eine Basiseinheit (30, 130) und einen Ventilkopf (10) aufweist, wobei der Ventilkopf jene Öffnung (12) bereitstellt, der Ventilkopf mittels eines biegsamen Rohrs (26) mit der Basiseinheit verbunden und der Ventilkopf angepasst ist, um das Entweichen von Gas aus dem Ventil (14) des zu prüfenden Reifens zu ermöglichen.
Reifenprüfvorrichtung nach Anspruch 3, bei der jener wenigstens eine Hohlraum einen in dem Ventilkopf (10) sich befindenden ersten Hohlraum (20) aufweist, wobei sich der Temperaturmessfühler (22) in dem ersten Hohlraum (20) befindet.
Reifenprüfvorrichtung nach Anspruch 3, bei der jener wenigstens eine Hohlraum einen zweiten Hohlraum (40) und eine Kammer (44) umfasst, wobei der Druckmessfühler (50) sich in dem zweiten Hohlraum (40) und der Sauerstoffmessfühler (62) sich in der Kammer (44) befindet.
Reifenprüfvorrichtung nach Anspruch 5, bei der die Basiseinheit (130) ein erstes Teil (90) und ein zweites Teil (96) umfasst, wobei das erste und das zweite Teil voneinander trennbar sind, wobei das biegsame Rohr (26) mit dem ersten Teil verbunden, das erste Teil den zweiten Hohlraum (40), die Kammer (44) und einen ersten Mikroprozessor (88) enthält, das zweite Teil einen zweiten Mikroprozessor (100), eine Schnittstelle (104) und ein Anzeigemittel (70) enthält, und das erste und das zweite Teil entsprechende Verbindungsmittel (92, 98) aufweisen, mittels derer der erste und der zweite Mikroprozessor (88, 100) miteinander kommunizieren können.
Reifenprüfvorrichtung nach Anspruch 5 mit Mitteln (66, 166) zum Regeln des Entweichens von Gas aus der Kammer (44).
Reifenprüfvorrichtung nach, Anspruch 1 mit wenigstens einer Batterie zur Bereitstellung elektrischer Energie.
Reifenprüfvorrichtung nach Anspruch 1 mit einer Schnittstelle (104), mittels welcher in der Vorrichtung gespeicherte Daten auf einen Computer heruntergeladen werden können.
Reifenprüfvorrichtung nach Anspruch 1, die ein Steuermittel und ein Anzeigemittel (70) aufweist, wobei das Steuermittel zum Anzeigen einer Darstellung (80) eines Flugzeugs auf dem Anzeigemittel und auch zum Identifizieren jedes Reifens des Flugzeugs nacheinander auf dem Anzeigemittel angepasst ist.