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HINTERGRUND
DER ERFINDUNG
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Die
vorliegende Erfindung betrifft Sendeeinrichtungen für Reifenzustand-Überwachungsvorrichtungen und
insbesondere Konstruktionen zum Anbringen von Ventilschäften an
Hauptkörpern
von Sendeeinrichtungen.
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Im
Allgemeinen wird eine drahtlose Reifenzustand-Überwachungsvorrichtung zum Überwachen
des Reifenzustands eines Fahrzeugs verwendet. Genauer gesagt ist
ein Sender in jedem Rad eingebaut, an dem ein Reifen befestigt ist,
und überwacht
den Zustand des Reifens. Der Sender misst den Druck im Reifen, die
Temperatur im Reifen und dgl. Der Sender übermittelt die Messungen anzeigende
Daten auf drahtlose Weise. Ein Empfänger ist im Karosserierahmen
des Fahrzeugs zum Empfangen der Daten vom Sender untergebracht.
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4 zeigt
beispielhaft eine Sendeeinrichtung des Standes der Technik, wie
sie beispielsweise aus der EP-A 0 751 017 bekannt ist und die dem Oberbegriff
des Anspruchs 1 entspricht. Die Sendeeinrichtung ist an einer Felge 110 montiert.
Die Sendeeinrichtung enthält
einen Hauptkörper 100 und
einen Ventilschaft 101. Der Hauptkörper 100 ist in einem
(nicht dargestellten) Reifen untergebracht. Der Ventilschaft 101 ragt
durch die Felge 110 vom Hauptkörper 100 nach außerhalb
des Reifens. Der Hauptkörper 100 enthält ein Gehäuse 102 zur
Aufnahme eines Drucksensors, einer Signalverarbeitungseinheit und
einer Batterie (die alle nicht dargestellt sind). Das Gehäuse 102 weist
eine Befestigungswand 103 auf, an welcher der Ventilschaft 101 angebracht
ist. Die Befestigungswand 103 ist integral mit dem Gehäuse 102 ausgebildet.
Ein Bolzenloch 103a erstreckt sich durch die Befestigungswand 103.
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Ein
Lufteinlassloch 104 verläuft axial durch den Ventilschaft 101.
Das Lufteinlassloch 104 enthält ein Gewindeloch 104a.
Das Gewindeloch 104a befindet sich in einer Position entsprechend
der Basis des Ventilschafts 101. Ein Bolzen 105 ist
durch das Bolzenloch 103a hindurch gesteckt und in Eingriff
mit dem Gewindeloch 104a. Ist der Bolzen 105 festgeschraubt,
ist der Ventilschaft 101 am Hauptkörper 100 gesichert.
Der Bolzen 105 weist ein Durchgangsloch 105a auf,
durch das Luft strömt.
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Ein
Durchgangsloch 110a erstreckt sich durch die Felge 110,
und der Ventilschaft 101 wird durch das Durchgangsloch 110a gesteckt.
Eine Gummitülle 106 ist
an der Basis des Ventilschafts 101 zur Abdichtung des Durchgangslochs 110a angebracht.
Der Ventilschaft 101 ist von der Innenseite der Felge 110 durch
das Durchgangsloch 110a gesteckt und steht somit an der
Außenseite
der Felge 110 vor. Eine Mutter 107 befindet sich über eine
Unterlegscheibe 108 mit dem abstehenden Ende des Ventilschafts 101 in
Eingriff. Die Mutter 107 ist festgezogen, um den Ventilschaft 101 an
der Felge 110 zu sichern. Eine Kappe 109 steht
in Eingriff mit dem distalen Ende des Ventilschafts 101.
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Im
Gehäuse 102 ist
eine Senderantenne zur drahtlosen Übertragung von Daten untergebracht. Das
Gehäuse 102 ist
aus Kunstharz geformt, so dass die Funkwellen, die drahtlos übertragen
werden, vom Gehäuse 102 nicht
abgeschirmt werden. Durch diese Konstruktion ist auch das Gewicht
der Sendeeinrichtung geringer. Wenn der Bolzen 105 zur
Sicherung des Ventilschafts 101 am Hauptkörper 100 befestigt ist,
wirkt jedoch eine relativ große
Kraft auf die Befestigungswand 103, die ebenfalls aus Kunstharz
hergestellt ist. Dadurch kann das Gehäuse 102 beschädigt werden.
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Fährt das
Fahrzeug, dann wirken Zentrifugalkräfte auf den an der Felge 110 angebrachten Sender,
so dass dieser in Schwingungen versetzt wird. Dadurch kann der Bolzen 105 gelockert
werden. Wie beschrieben, kann jedoch, wenn der Bolzen 105 mit
zu hoher Kraft festgeschraubt ist, das Gehäuse 102 Schaden erleiden.
Es muss daher die Festziehkraft des Bolzens 105 beschränkt werden.
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Durch
die Festziehkraft des Bolzens 105, die auf die Befestigungswand 103 wirkt,
verwindet sich das Gehäuse 102 nach
und nach (im Folgenden wird die Verwindung des Gehäuses 102 als „Kriechen" bezeichnet). Durch
das Kriechen des Gehäuses 102 lockert
sich auch der Bolzen 105.
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KURZE ZUSAMMENFASSUNG
DER ERFINDUNG
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Dementsprechend
liegt ein Ziel der vorliegenden Erfindung in der Schaffung einer
Sendeeinrichtung für
eine Reifenzustand-Überwachungsvorrichtung,
bei der ein Ventilschaft sicher und stabil an einem Hauptkörper befestigt
ist.
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Um
das vorstehende und andere Ziele zu erreichen, schafft die vorliegende
Erfindung entsprechend dem Zweck der Erfindung eine Sendeeinrichtung
zur Verwendung in einer Reifenzustand-Überwachungsvorrichtung zum
drahtlosen Übermitteln von
Daten, die den Zustand eines an einem Rad eines Fahrzeugs angebrachten
Reifens anzeigen. Die Sendeeinrichtung enthält einen Hauptkörper, einen zylinderförmigen Bund,
einen Ventilschaft und ein Befestigungsmittel. Der Hauptkörper ist
im Reifen angeordnet und weist einen Befestigungsteil auf, durch den
sich ein Befestigungsloch erstreckt. Der zylinderförmige Bund
ist im Befestigungsloch aufgenommen, und die Festigkeit des Bunds
ist höher
als die Festigkeit des Hauptkörpers.
Der Ventilschaft steht vom Hauptkörper ab und geht durch das
Rad hindurch. Das Befestigungsmittel ist am Ventilschaft befestigt, um
den Ventilschaft am Befestigungsteil des Hauptkörpers zu fixieren. Bei angezogener
Mutter sind der Befestigungsteil und der Bund zwischen dem Ventilschaft
und dem Befestigungsmittel festgeklemmt. Die Befestigungskraft des
Befestigungsmittels wird in erster Linie auf den Bund aufgebracht.
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Weitere
Aspekte und Vorteile der Erfindung gehen aus der folgenden Beschreibung
in Zusammenschau mit den angeschlossenen Zeichnungen hervor, die
beispielhaft die Prinzipien der Erfindung veranschaulichen.
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KURZE BESCHREIBUNG
DER ZEICHNUNGEN
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Die
Erfindung sowie ihre Ziele und Vorteile sind am besten unter Bezugnahme
auf die folgende Beschreibung der derzeit bevorzugten Ausführungsformen
in Zusammenschau mit den angeschlossenen Zeichnungen zu verstehen,
worin:
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1 eine
Ansicht ist, die schematisch eine Reifenzustand-Überwachungsvorrichtung einer
erfindungsgemäßen Ausführungsform
zeigt;
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2 eine
Querschnittsansicht ist und einen Reifen zeigt, an dem eine Sendeeinrichtung
der Reifenzustand-Überwachungsvorrichtung
der 1 befestigt ist;
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3 eine
vergrößerte Querschnittsansicht entlang
der Linie 3-3 der 2 ist; und
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4 eine
Querschnittsansicht einer Sendeeinrichtung einer Reifenzustand-Überwachungsvorrichtung des
Standes der Technik ist.
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DETAILLIERTE
BESCHREIBUNG BEVORZUGTER AUSFÜHRUNGSFORMEN
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Es
wird nun eine Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf die 1 bis 3 beschrieben.
Wie in 1 gezeigt, enthält eine Reifenzustand-Überwachungsvorrichtung vier Sender 3 und
einen Empfänger 4.
Ein Fahrzeug 1 besitzt vier Reifen 2. Jeder Sender 3 ist
am zugehörigen Reifen 2 des
Fahrzeugs 1 angebracht. Der Empfänger 4 ist im Karosserierahmen
des Fahrzeugs 1 eingebaut. Der Sender 3 überwacht
den Zustand des zugehörigen
Reifens 2. Genauer gesagt misst der Sender 3 den
Druck und die Temperatur im Reifen 2. Der Sender 3 übermittelt
die die Messwerte oder den Zustand des Reifens 2 anzeigenden
Daten an den Empfänger 4.
Entsprechend den empfangenen Daten zeigt der Empfänger 4 die
Informationen über
den Druck und die Temperatur im Reifen 2 auf einer (nicht dargestellten)
Anzeigeeinrichtung an, die im Passagierraum angeordnet ist.
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Wie
in 2 gezeigt ist jeder Reifen 2 an einem
Rad 5 angebracht. Jeder Sender 3 weist einen Hauptkörper 10 und
einen Ventilschaft 11 auf. Der Hauptkörper 10 ist im zugehörigen Reifen 2 angeordnet,
und der Ventilschaft 11 ragt vom Hauptkörper 10 durch eine
Felge 5a des zugehörigen
Rads 5 vom Reifen 2 nach außen. Der Ventilschaft 11 besteht
aus leitfähigem
Material. Genauer gesagt besteht der Ventilschaft 11 vorzugsweise
auf Metall. Durch den zugehörigen
Ventilschaft 11 wird Luft in das Innere jedes Reifens 2 zugeführt. Eine
Kappe 12 ist lösbar
am distalen Ende jedes Ventilschafts 11 angebracht. Die Kappe 12 ist
aus Herz oder Metall gefertigt.
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Wie
in 3 gezeigt, weist der Hauptkörper 10 jedes Senders 3 ein
transparentes Gehäuse 13 auf.
Das Gehäuse 13 besitzt
eine Öffnung,
die durch einen Deckel 14 verschlossen ist. Das Gehäuse 13 beherbergt
einen Drucksensor 15, einen Temperatursensor 16,
eine Signalverarbeitungseinheit 17 und eine Batterie 18.
Das Gehäuse 13 weist
eine Ausnehmung 13a auf, die im Wesentlichen im Zentrum
des Gehäuses 13 vorgesehen
ist. Ein Zylinder 20 erstreckt sich vom Boden der Ausnehmung 13a zum Deckel 14.
Der Zylinder 20 ist integral mit dem Gehäuse 13 ausgebildet.
Der Zylinder 20 fungiert als Befestigungsteil, an dem der
zugehörige
Ventilschaft 11 befestigt ist. Der Zylinder 20 weist
ein Durchgangsloch 20a auf, das als Befestigungsloch dient, durch
welches der Ventilschaft 11 hindurchtritt. Der Deckel 14 weist
ein Durchgangsloch 14a auf, das koaxial zum Durchgangsloch 20a des
Zylinders 20 ausgebildet ist. Der Ventilschaft 11 erstreckt
sich durch das Durchgangsloch 14a des Deckels 14.
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Ein
zylinderförmiger
Bund 21 aus Metall ist im Durchgangsloch 20a des
Zylinders 20 einfügt.
Der zylinderförmige
Bund 21 ist beispielsweise aus Messing, Eisen oder einer
Aluminiumlegierung gefertigt. Der Bund 21 ist entlang dem
Zylinder 20 axial beweglich. Der Außendurchmesser des zylinderförmigen Bunds 21 ist
im Wesentlichen gleich dem Außendurchmesser
des Durchgangslochs 20a. Die axiale Abmessung des zylinderförmigen Bunds 21 ist
etwas größer als
die axiale Abmessung des Durchgangslochs 20a, die der axialen
Abmessung des Zylinders 20 entspricht.
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Ein
ringförmiger
Stoßdämpfer 23 ist
an einem Basisende des Zylinders 20 angeordnet. Der Stoßdämpfer 23 ist
aus einem elastischen Material wie Gummi oder Harz gebildet. Mit
anderen Worten, der Stoßdämpfer 23 ist
am Boden der Ausnehmung 13a rund um das zugehörige Ende
des Durchgangslochs 20a befestigt. Die axiale Dimension
des zylinderförmigen
Bunds 21 ist etwas kleiner als die Summe aus axialer Dimension
des Zylinders 20 und axialer Dimension des Stoßdämpfers 23.
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Jeder
Ventilschaft 11 enthält
einen am Basisende des Ventilschafts 11 ausgebildeten Einsatzteil 22.
Der Durchmesser des Einsatzteils 22 ist kleiner als jener
eines axialen Zwischenteils des Ventilschafts 11. Eine
Stufe 11a ist zwischen dem axialen Zwischenteil und dem
Einsatzteil 22 des Ventilschafts 11 ausgebildet.
Der Außendurchmesser
des Einsatzteils 22 ist im Wesentlichen gleich dem Innendurchmesser
des zylinderförmigen
Bunds 21. Ein Gewindeabschnitt 22a ist am distalen
Ende des Einsatzteils 22 ausgebildet.
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Wenn
der Einsatzteil 22 durch den zylinderförmigen Bund 21 gesteckt
ist, dann steht eine als Befestigungsmittel fungierende Mutter 24 in
Eingriff mit dem Gewindeabschnitt 22a. Ist die Mutter 24 angezogen,
klemmen die Stufe 11a und die Mutter 24 den Zylinder 20 und
den zylinderförmigen
Bund 21 fest und sichern so den Ventilschaft 11 am
Hauptkörper 10.
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Die
axiale Dimension des zylinderförmigen Bunds 21 ist
etwas größer als
die axiale Dimension des Zylinders 20. Somit wird der zylinderförmige Bund 21 bei
angezogener Mutter 24 von der Stufe 11a und der
Mutter 24 festgeklemmt. Dabei liegt das distale Ende des
Zylinders 20 an der Stufe 11a an und wird der
Stoßdämpfer 23 elastisch
verformt. Genauer gesagt wird bei der Verformung des Stoßdämpfers 23 der
Zylinder 20 gegen die Stufe 11a gedrückt. Die
Mutter 24 ist in der Ausnehmung 13a des Gehäuses 13 aufgenommen
und liegt nicht frei außerhalb
der Ausnehmung 13a.
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Auch
wenn dies nicht dargestellt ist, ist die Signalverarbeitungseinheit 17 elektrisch
mit dem zugehörigen
Ventilschaft 11 verbunden. Die Signalverarbeitungseinheit 17 übermittelt
drahtlos Daten, die den Zustand des zugehörigen Reifens 2 anzeigen, über den
Ventilschaft 11 an den Empfänger 4. Das heißt, dass
der Ventilschaft 11 als Sendeantenne fungiert.
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Ein
Flansch 11b ragt integral aus einem axialen Zwischenteil
jedes Ventilschafts 11. Ein Gewindeteil 11c ist
auch entlang dem axialen Zwischenteil des Ventil schafts 11 ausgebildet.
Eine Gummitülle 26 ist
am Ventilschaft 11 angebracht und steht in engem Kontakt
mit der zugehörigen
Seite des Flansches 11b.
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Jede
Radfelge 5a weist ein Durchgangsloch 6 auf, durch
das der zugehörige
Ventilschaft 11 hindurchtritt. Genauer gesagt ist der Ventilschaft 11 von der
Innenseite der Radfelge 5a durch das Durchgangsloch 6 gesteckt,
so dass er von der Außenseite der
Radfelge 5a absteht. In diesem Zustand greift eine Mutter 27 von
der Außenseite
der Radfelge 5a im Gewindeteil 11c ein. Die Mutter 27 ist
festgezogen, um den Ventilschaft 11 an der Radfelge 5a zu
sichern. Zwischen der Radfelge 5a und der Mutter 27 sind
eine Gummidichtung 28 und eine Metallscheibe 29 angeordnet.
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Jeder
Ventilschaft 11 besitzt ein axiales Lufteinlassloch 11d.
Ein Ventileinsatz 30 ist in einem Ende des Lufteinlasslochs 11d nahe
dem distalen Ende des Ventilschafts 11 eingepasst. Die
Kappe 12 steht mit einem Gewindeteil 11e in Eingriff,
der entlang dem distalen Ende des Ventilsitzes 11 ausgebildet
ist.
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Diese
Ausführungsform
hat folgende Vorteile.
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Der
aus Metall gebildete zylinderförmige Bund 21 ist
im Zylinder 20 des Gehäuses 13 eingefügt. Der
Ventilschaft 11 ist durch den Bund 21 gesteckt
und mit Hilfe der Mutter 24 am Hauptkörper 10 befestigt.
Die Befestigungskraft der Mutter 24 wird in erster Linie
auf den zylinderförmigen
Bund 21 aufgebracht und beeinträchtigt den Zylinder 20 kaum.
Darüber
hinaus wird der Zylinder 20 durch den sich elastisch verformenden
Stoßdämpfer 23 gegen
die Stufe 11a gedrückt
und ist nicht direkt von der Befestigungskraft der Mutter 24 betroffen.
So wird, wenn der Ventilschaft 11 am Hauptkörper 10 befestigt
ist, die auf das Harzgehäuse 13 wirkende
Kraft nicht übermäßig stark.
Mit dieser Konstruktion wird verhindert, dass das Gehäuse 13 aufgrund
der Befestigungskraft der Mutter 24 Schaden erleidet. Der
sich elastisch verformende Stoßdämpfer 23 verhindert,
dass sich der Ventilschaft 11 in Bezug auf das Gehäuse 13 axial
lockert.
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Demgemäß kann das
Befestigungsmoment der Mutter 24 maximiert und optimiert
werden, wodurch der Ventilschaft 11 sicher und stabil am
Hauptkörper 10 befestigt
ist.
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Im
Vergleich zu einem zylinderförmigen Bund
aus Harz wird durch den zylinderförmigen Bund 21 aus
Metall ein Kriechen des Gehäuses 23 aufgrund
der Befestigungskraft der Mutter 24 verhindert. Dadurch
wird verhindert, dass sich die Mutter 24 lockert, und die
Mutter 24 wird über
einen längeren Zeitraum
in einem stabil gesicherten Zustand gehalten. Darüber hinaus
nimmt der Stoßdämpfer 23 Schwingungen
auf, die durch die Bewegung des Fahrzeugs 1 verursacht
werden. Dadurch wird ebenfalls ein Lockern der Mutter 24 verhindert.
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An
der vorliegenden Erfindung können
folgende Abänderungen
vorgenommen werden.
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Der
zylinderförmige
Bund 21 muss nicht unbedingt aus Metall sein, sondern kann
beispielsweise aus Harz hergestellt sein. Das bedeutet, dass der Bund 12 aus
jedem Material gebildet sein kann, solange das Material im Vergleich
zum Material des Gehäuses 13 hochstarr
und hochfest ist.
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Die
Querschnittsform des Zylinders 20, des zylinderförmigen Bunds 21 und
des Einsatzteils 22 ist nicht auf eine kreisförmige Gestalt
beschränkt,
sondern kann beispielsweise polygonale Gestalt haben. Alternativ
können
das Durchgangsloch 14a des Deckels 14 und der
dem Durchgangsloch 14a entsprechende Teil des Ventilschafts 11 eine
andere Querschnittsform als eine kreisrunde aufweisen. Dadurch wird
verhindert, dass sich der Ventilschaft 11 gegenüber dem
Hauptkörper 10 verdreht.
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Der
Stoßdämpfer 23 kann
zwischen dem distalen Ende des Zylinders 20 und der Stufe 11a angeordnet
sein. Durch diese Konstruktion werden dieselben Wirkungsweisen und
Vorteile wie bei der in den 1 bis 3 dargestellten
Ausführungsform
gewährleistet.
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Der
Stoßdämpfer 23 kann
auch weggelassen werden. In diesem Fall muss die axiale Dimension
des Bunds 21 im Wesentlichen gleich der axialen Dimension
des Zylinders 20 oder etwas größer als diese sein. Durch diese
Konstruktion wird ebenfalls verhindert, dass die auf den Zylinder 20 wirkende
Befestigungskraft der Mutter 24 übermäßig stark wird.
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Die
vorliegende Erfindung ist nicht auf eine Anwendung bei der in 3 dargestellten
Sendeeinrichtung 3 beschränkt. Die vorliegende Erfindung kann
beispielsweise bei der Sendeeinrichtung des Standes der Technik
gemäß 4 angewendet
werden. In diesem Fall durchsetzt der Bund 21 das Bolzenloch 103a der
Befestigungswand 103. Außerdem fungiert der Bolzen 105 als
Befestigungsmittel.
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Die
erfindungsgemäße Reifenzustand-Überwachungsvorrichtung
muss zumindest den Druck in jedem Reifen 2 messen und übermitteln.
Das bedeutet, dass die Vorrichtung nicht unbedingt die Temperatur
im Reifen 2 messen muss. Wenn die Vorrichtung nur den Druck
in den Reifen 2 misst und übermittelt, brauchen die Sender 3 nur
eine minimale, aber ausreichende Funktion ausüben. Dadurch verringern sich
die Herstellungskosten.
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Die
vorliegende Erfindung ist nicht auf die Anwendung bei Fahrzeugen
mit vier Rädern
beschränkt,
sondern kann bei jedem Fahrzeug wie Zweirad-Fahrzeugen angewendet
werden, solange das Fahrzeug ein oder mehr Räder hat.
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Daher
sind die vorliegenden Beispiele und Ausführungsformen als illustrativ
und nicht einschränkend
zu betrachten, und die Erfindung ist nicht auf die hierin angeführten Details
beschränkt,
sondern kann im Rahmen und entsprechend den angeschlossenen Patentansprüchen modifiziert
werden.