DE60223015T2

DE60223015T2 - Reifendrucküberwachungsvorrichtungen

Info

Publication number: DE60223015T2
Application number: DE60223015T
Authority: DE
Inventors: Torbjörn B. Monarch Beach Lundqvist
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2001-02-20
Filing date: 2002-02-20
Publication date: 2008-07-24
Anticipated expiration: 2022-02-21
Also published as: EP1390216A4; ATE375873T1; KR20040011465A; CN1492812A; EP1390216B1; MXPA03007477A; CA2438881A1; JP2004524537A; EP1390216A1; DE60223015D1; WO2002081236A1; WO2002081236A9

Description

GEBIET DER ERFINDUNG
Die vorliegende Erfindung betrifft insbesondere Reifendrucküberwachungsvorrichtungen, die an Reifenventilschäften befestigt oder innerhalb davon bereitgestellt sind.
HINTERGRUND DER ERFINDUNG
Eines der häufigsten reifenbezogenen Probleme ist ungenügender Reifendruck der Reifen. Der Reifen wird üblicherweise aufgepumpt bzw. aufgeblasen, wenn er installiert wird, und anschließend nicht mehr geprüft. Trotz der Hinweise in den Handbüchern des Fahrzeughalters prüfen sehr wenige Leute tatsächlich regelmäßig den Reifendruck. Fahren mit Reifendruck, der zu niedrig ist, wird sich nicht nur auf die Handhabungscharakteristiken des Fahrzeugs in einer negativen Weise auswirken, sondern es kann auch ein beitragender Faktor zu Reifenprofil- bzw. -protektorablösung sein. In letzter Zeit wurden mehrere Personen in den Vereinigten Staaten aufgrund von Fahrzeugüberschlägen getötet, die in direktem Bezug zu Reifenprotektorablösung standen. Folglich kann die Wichtigkeit von richtigem Luftdruck nicht überbetont werden. Sofern der Reifendruck nicht richtig ist, kann eine maximale Kraftstoffeffizienz nicht erreicht werden und ein Reifen, der ungenügenden Reifendruck aufweist, kann die Gewährleistungsinspektion bezüglich der zurückgelegten Kilometerzahl nicht erfüllen.
Mit dem Aufkommen einer großen Vielfalt von Automobilreifen besteht nun eine große Schwankung beim empfohlenen zu verwendenden Luftdruck. Beispielsweise gibt es viele Automobile, die unterschiedliche Fülldrücke in den vorderen und hinteren Reifen erfordern. Zusätzlich gibt es viele Nutzfahrzeuge, die entweder einen viel höheren oder viel niedrigeren Reifendruck erfordern, als üblicherweise in Automobilreifen angetroffen wird. Folglich muss, sobald ein Fahrzeugbesitzer die Reifen auf den richtigen Druck aufgepumpt hat, der Benutzer den richtigen Druck für jeden Reifen verfolgen. Nachdem auf den Reifen für eine Weile gefahren wurde, muss der Benutzer in der Lage sein, zu bestimmen, wenn sich der Druck in einem Reifen derart ausreichend geändert hat, dass der Benutzer mehr Luft hinzufügen sollte.
Die US 4819686 beschreibt eine druckabfallanzeigende Ventilkappe für pneumatische Reifen, die ein ablenkbares Diaphragma einarbeitet, das ein Gehäuseinneres in zwei Kammern trennt, von denen eine als eine Referenzkammer dient.
KURZE ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Reifendrucküberwachungsvorrichtung, die an einen Reifenventilschaft befestigt oder innerhalb davon bereitgestellt wird. Die Reifendrucküberwachungsvorrichtung warnt einen Fahrer, wenn der Reifendruck um einen vorbestimmten Betrag relativ zu einem kalibrierten Reifendruck abgefallen ist. Die Reifendrucküberwachungsvorrichtung gemäß der Erfindung ist durch die angehängten Ansprüche definiert.
In manchen Ausführungsformen der Erfindung reagiert eine Reifendrucküberwachungsvorrichtung, die an einem Reifenventilschaft installiert ist, auf einen Abfall im Luftdruck eines Reifens. Beispielsweise kann die Vorrichtung durch visuelle, akustische, elektromagnetische oder andere Mittel anzeigen, dass der Reifendruck um zumindest einen vorbestimmten Betrag relativ zu einem anfänglichen Reifendruck abgefallen ist. Vorzugsweise ist die Vorrichtung kompakt und wirkt sich nicht nachteilig auf die Ausgewogenheit bzw. Auswuchtung der Räder aus. In einer Ausführungsform verwendet die oder beruht die Reifendrucküberwachungsvorrichtung auf keinen beweglichen mechanischen Teilen mit der Ausnahme der Bewegung einer flexiblen Membran. Folglich beeinflussen in einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung Zentrifugalkräfte, Schmutz, Geröll und andere Straßengefahren den Betrieb oder die Genauigkeit der Vorrichtung nicht negativ.
In einer exemplarischen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung umfasst die Reifendrucküberwachungsvorrichtung ein Gehäuse, das an einen Reifenventilschaft befestigt ist. Das Gehäuse umfasst zwei Druckkammern, die durch eine flexible Membran getrennt sind. Wenn die Vorrichtung anfänglich an das Reifenventil befestigt wird, wird eine erste Druckkammer mit Luftdruck vom Reifen unter Druck gesetzt. Die erste Kammer wird dann versiegelt bzw. luftdicht verschlossen und die Reifendrucküberwachungsvorrichtung ist nun kalibriert. Die zweite Kammer wird ebenfalls mit Luft vom Reifen unter Druck gesetzt, jedoch steht die zweite Kammer in konstanter Luftdruckkommunikation mit dem Reifen. Folglich, wenn der Reifendruck abnimmt, besteht eine gleichzeitige Abnahme im Druck innerhalb der zweiten Kammer. Wenn der Luftdruck innerhalb der zweiten Kammer geringer als der Luftdruck innerhalb der ersten Kammer um ein vorbestimmtes Druckdifferential ist, warnt eine Signaleinrichtung den Fahrer, dass der Reifendruck niedrig ist.
In einer weiteren exemplarischen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist die Reifendrucküberwachungsvorrichtung innerhalb eines Reifenventilschafts bereitgestellt. Der Reifenventilschaft ist ein im Allgemeinen zylindrischer Körper mit einer darin bereitgestellten Bohrung. Der Reifenventilschaft umfasst ferner ein Gegendruckkammer innerhalb des Reifenventilschafts. Die Gegendruckkammer steht in Kommunikation mit der Bohrung des Reifenventilschafts mittels eines Kanals. Der Kanal wird reversibel geschlossen und geöffnet durch einen Gegendruckstift. Zusätzlich ist eine flexible Membran über der Gegendruckkammer angeordnet und eine Kontaktplatte ist von der flexiblen Membran entfernt beabstandet. Wenn der Luftdruck innerhalb des Reifens geringer als der Luftdruck innerhalb der Gegendruckkammer um ein vorbestimmtes Druckdifferential ist, warnt eine Signaleinrichtung den Fahrer, dass der Reifendruck niedrig ist.
Die vorliegende Erfindung betrifft auch Verfahren der Verwendung einer Reifendrucküberwachungsvorrichtung. Die Verfahren der Erfindung sind in den angehängten Ansprüchen definiert.
Gemäß einem derartigen Verfahren wird die Vorrichtung an ein Reifenventil befestigt und anschließend kalibriert. Die befestigte Vorrichtung überwacht das Druckdifferential zwischen dem Luftdruck innerhalb der Vorrichtung und den gegenwärtigen Luftdruck des Reifens. Ein Warnsignal wird ausgegeben, wenn das Druckdifferential ein vorbestimmtes Druckdifferential übersteigt. Das Warnsignal kann ein optisches Signal wie beispielsweise ein konstantes oder blinkendes Licht, ein akustisches Signal wie beispielsweise von einem Summer oder Piepser, ein elektromagnetisches Signal wie beispielsweise ein gesendetes oder übertragenes analoges oder digitales Signal, ein elektrisches Signal, das bewirkt, dass ein Display auf der Vorrichtung oder anderswo eine Nachricht relativ zur Änderung im Reifendruck anzeigt, oder jeder beliebige andere Typ eines Niederdruckwarnsignals sein.
In einem anderen Verfahren der vorliegenden Erfindung wird die Reifendrucküberwachungsvorrichtung innerhalb des Reifenventilschafts bereitgestellt. Der Reifen wird zu einem gewünschten Luftdruck aufgepumpt. Die Reifendrucküberwachungsvorrichtung wird anschließend durch Betätigen eines Kalibrierelements kalibriert, das den Luftdruck innerhalb der Gegendruckkammer einstellt. Die Vorrichtung überwacht das Druckdifferential zwischen dem Luftdruck innerhalb der Gegendruckkammer und den gegenwärtigen Luftdruck des Reifens. Ein Warnsignal wird ausgesendet, wenn das Druckdifferential ein vorbestimmtes Druckdifferential übersteigt. Das Warnsignal kann ein optisches Signal wie beispielsweise ein konstantes oder blinkendes Licht, ein akustisches Signal wie beispielsweise von einem Summer oder Piepser, ein elektromagnetisches Signal wie beispielsweise ein gesendetes oder übertragenes analoges oder digitales Signal, ein elektrisches Signal, das bewirkt, dass ein Display auf der Vorrichtung oder anderswo eine Nachricht relativ zur Änderung im Reifendruck anzeigt, oder jeder beliebige andere Typ eines Niederdruckwarnsignals sein.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
1 ist eine perspektivische Ansicht der Reifendrucküberwachungsvorrichtung, montiert an einen Reifen;
2A bis B sind perspektivische Ansichten der Reifendrucküberwachungsvorrichtung;
3 ist eine perspektivische Explosionsansicht der Reifendrucküberwachungsvorrichtung von 2A bis B;
4 ist eine Querschnittsansicht der Reifendrucküberwachungsvorrichtung von 3;
5 ist eine Querschnittsansicht der Reifendrucküberwachungsvorrichtung, wobei die flexible Membran die Batterie kontaktiert hat;
6A ist eine Draufsicht der Leiterplatte, die in der Reifendrucküberwachungsvorrichtung installiert ist;
6B ist eine Unteransicht der Leiterplatte von 6A;
7 ist eine Querschnittsansicht einer alternativen Ausführungsform der Reifendrucküberwachungsvorrichtung;
8 ist eine Querschnittsansicht einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
9 ist eine Querschnittsansicht einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung; und
10 ist eine Querschnittsansicht von noch einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
1 bis 7 stellen Reifendrucküberwachungsvorrichtungen veranschaulichend bezüglich mancher der Prinzipien der Erfindung dar, sind jedoch selbst keine Ausführungsformen der Erfindung. 8, 9 und 10 sind Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung.
DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
Die vorliegende Erfindung betrifft Reifendrucküberwachungsvorrichtungen, die an einen Reifenventilschaft befestigt oder innerhalb davon bereitgestellt werden können, sowie Verfahren der Verwendung dieser Vorrichtungen. Die Reifendrucküberwachungsvorrichtung reagiert auf einen Abfall im Reifendruck um ein vorbestimmtes Druckdifferential durch beispielsweise Aussenden eines visuellen, akustischen, elektrischen, elektromagnetischen oder anderen Signals in Antwort auf den Abfall im Reifendruck.
Bezugnehmend auf 1 ist eine alternative Ausführungsform der Reifendrucküberwachungsvorrichtung 20 dargestellt, die auf den Ventilschaft 22 eines Reifens montiert ist. Die Reifendrucküberwachungsvorrichtung 20 umfasst eine Linse 24, einen Hauptkörper 26 und einen unteren Körper 28, wie in den 2 bis 4 gezeigt. Die Linse 24 ist im Allgemeinen aus einem Kunststoffmaterial hergestellt, wie beispielsweise, jedoch nicht beschränkt auf, Acrylsäure, Polycarbonat und dergleichen. Die Linse 24 ist zylindrisch geformt mit einer spitz zulaufenden Oberseite, wie in 2 gezeigt. In alternativen Ausführungsformen kann die Linse kuppelartig geformt sein oder eine im Allgemeinen zylindrische Form aufweisen.
Die Linse umschließt die Oberseite der Vorrichtung 20 und definiert eine Gegendruckkammer 21 mit einem Luftvolumen V₁ mit einem Druck P₁. Dieses Luftvolumen V₁ ist wichtig, da ausreichend Luftvolumen (und gleichzeitig ausreichend Luftdruck) vorhanden sein muss, um eine flexible Membran 36 zu bewegen. Die Linse 24 umfasst ferner einen Schraubverschlussflansch 30, einen Dichtungshalteflansch 32 und eine ringförmige Aussparung 34. Die Linse 24 ist an den Hauptkörper 26 mittels eines Schraubverschlusses bzw. einer Schraubkappe 25 befestigt und der Schraubverschlussflansch 30 stellt eine Oberfläche bereit, die die Schraubkappe 25 eingreift. Der Dichtungshalteflansch 32 und die ringförmige Aussparung 34 sind an der Unterkante der Linse angeordnet. Der Flansch 32 und die Aussparung 34 sind angepasst, um die Dichtung 38 um den Umfang der Vorrichtung 20 herum zu positionieren und zu halten.
In einer exemplarischen Ausführungsform kann die Dichtung 38 aus einem leitfähigen Gummimaterial hergestellt sein. Dies stellt einen alternativen Weg für die positive Ladung bereit, um zur Oberseite der Leiterplatte zu wandern. D. h., die positive Ladung kann vom positiven Anschluss der Batterie durch das Hauptgehäuse zum positiven Anschluss der LED über den Kanal 90 auf der Leiterplatte oder durch die leitfähige Dichtung 38 zum positiven Anschluss der LED wandern.
4 stellt den Hauptkörper 26 der Reifendrucküberwachungsvorrichtung 20 dar. Der Hauptkörper 26 ist eine im Allgemeinen zylindrische Struktur, die angepasst ist, um eine Leiterplatte (PCB) 29 und zumindest eine Batterie 27 zu halten. Wie in 4 gezeigt, ist das Hauptgehäuse angepasst, um zwei Batterien zu halten. Fachleute werden erkennen, dass die Länge des Hauptkörpers 26 an die Größe und Anzahl der in der Überwachungsvorrichtung 20 verwendeten Batterien angepasst werden kann. In einer exemplarischen Ausführungsform ist der Hauptkörper aus Aluminium hergestellt; jedoch kann in alternativen Ausführungsformen der Hauptkörper aus anderen Metallen oder Kunststoff hergestellt sein. In jenen Ausführungsformen, wo der Hauptkörper aus Kunststoff hergestellt ist, werden Fachleute erkennen, dass leitfähige Leitungen auf der Innenfläche des Hauptkörpers bereitgestellt werden müssen, um die elektrische Schaltung zu vervollständigen.
Der äußere Abschnitt des Hauptgehäuses 26 weist Gewinde 40 auf, angeordnet an der Oberseite des Gehäuses 26, die angepasst sind, um mit den Gewinden der Schraubkappe 25 zusammenzupassen. Die Gewinde 40 können optional mit einem im Stand der Technik für Sicherungsgewinde bekannten druck- und/oder wärmeaktivierten Klebstoff bereitgestellt sein. Ein geeigneter Klebstoff kann von Loctite Americas, Rocky Hill, CT erhältlich sein. Der Klebstoff dichtet die Gegendruckkammer ab und verhindert, dass die inneren Komponenten der Vorrichtung durch Schmutz und Geröll beschädigt werden. Ferner ist eine ringförmige Leiste 42 an der Oberseite des Hauptkörpers 26 angeordnet, die die Leiterplatte (PCB) 44 aufnimmt. Der Hauptkörper umfasst ferner eine ringförmige Aussparung 48, die angepasst ist, um eine nicht leitfähige Unterlegscheibe aufzunehmen.
Die Unterlegscheibe 50 ist eine kreisförmige Scheibe mit einer Öffnung 52, im Wesentlichen zentriert auf der Unterlegscheibe 50. Wie in den 4 und 5 gezeigt, ist eine Oberfläche 54 der Unterlegscheibe ähnlich zu der flexiblen Membran 36 in einer ausgedehnten Position geformt. Durch Konturieren der Unterlegscheibenoberfläche 54 ähnlich der flexiblen Membran 36 wird die Membran 36 weniger wahrscheinlich beschädigt oder deformiert, da die Unterlegscheibenoberfläche das Überdehnen der flexiblen Membran 36 verhindert. Die zweite Oberfläche 56 der Unterlegscheibe 60 ist im Wesentlichen flach und verhindert, dass die Batterie 27 kontinuierlich die flexible Membran 36 kontaktiert. Ferner stellt die Unterlegscheibe 56 einen konsistenten Abstand zwischen der flexiblen Membran 36 und dem negativen Anschluss der Batterie 27 sicher. Um die verschiedenen Höhen von Batterien zu kompensieren, kann ein Vorspannelement (nicht gezeigt) wie beispielsweise, jedoch nicht beschränkt auf, eine Feder oder eine Unterlegscheibe unterhalb der zweiten Batterie 27 platziert werden, um sicherzustellen, dass die obere Batterie die zweite Oberfläche 56 der Unterlegscheibe 50 eingreift.
Das Hauptgehäuse umfasst ferner eine Aussparung 58 innerhalb des inneren Hohlraums des Gehäuses. Die Aussparung 58 ist angepasst, um einen Streifen von nicht leitfähigem Material wie beispielsweise, jedoch nicht beschränkt auf, Kunststoff oder Nylon aufzunehmen. Der Ort der Aussparung 58 korrespondiert mit der Position der ersten Batterie 27, wenn sie in das Hauptgehäuse 26 eingebracht ist. Das Kunststoffmaterial isoliert einen Abschnitt des Hauptgehäuses, um einen Kurzschluss zu verhindern, wenn die erste Batterie 27 das Hauptgehäuse kontaktieren würde. In einer alternativen Ausführungsform kann der Umfang der ersten Batterie 27 mit einem isolierenden Material eingewickelt werden, wobei die Notwendigkeit einer Aussparung 58 innerhalb des Hauptgehäuses 26 beseitigt wird. In noch einer weiteren Ausführungsform kann eine einzelne 3,0 V Batterie verwendet werden, wobei die Notwendigkeit einer Reihe von Batterien beseitigt wird. Folglich wird in dieser Ausführungsform die Notwendigkeit einer Aussparung und eines isolierenden Materials beseitigt.
Das Hauptgehäuse 26 ist ferner mit zumindest einem Kanal 46 bereitgestellt, der um den Umfang des Hauptkörpers 26 angeordnet ist. Wie in den 3 bis 4 gezeigt, ist das Hauptgehäuse 26 mit zwei Kanälen 46 bereitgestellt. Die Kanäle 46 erlauben es Luft vom Hauptgehäuse 26 in die Gegendruckkammer 21 zu fließen, wenn die Schraubkappe nicht festgezogen ist. Wenn jedoch die Schraubkappe 25 festgezogen ist, werden die Linse 24 und die Dichtung 38 in Richtung des Hauptgehäuses 26 gezogen, wobei die Kanäle 46 abgedichtet werden.
An der Unterseite des Hauptgehäuses 26 sind Gewinde 60 auf der Innenfläche des Hauptgehäuses 26 bereitgestellt, die mit Gewinden zusammenpassen, die an der äußeren Oberfläche des unteren Gehäuses 28 zusammenpassen. Die Gewinde 60 können optional mit einem druck- und/oder wärmeaktivierten Klebstoff bereitgestellt sein. Der Klebstoff stellt sicher, dass das Hauptgehäuse 26 und das untere Gehäuse 28 dicht miteinander verbunden sind, um beliebiges Lecken von Luft heraus aus dem Hauptgehäuse zu verhindern. Zusätzlich umfasst das untere Gehäuse 28 eine Aussparung 72, die an der äußeren Oberfläche des unteren Gehäuses 28 angeordnet ist. Die Aussparung 72 ist angepasst, um eine Dichtung 74 einen Dichtungsring oder andere Dichtungsmittel aufzunehmen. Die Dichtung 74 stellt eine Dichtung zwischen dem Hauptgehäuse 26 und dem unteren Gehäuse 28 bereit, wobei verhindert wird, dass Luft vom Hauptgehäuse 26 entweicht, wenn die Vorrichtung 20 an den Reifenschaft befestigt wird.
Das untere Gehäuse 28 umfasst eine im Wesentlichen kreisförmige Oberseite 64 mit einem im Allgemeinen zylindrischen Körper. Der Hohlraum des zylindrischen Körpers ist mit einer mit einem Gewinde versehenen inneren Wand 66 bereitgestellt. Die Gewinde auf der inneren Wand 66 sind angepasst, um mit Standard 5/16"-32 Gewinden pro Zoll Gewinde, wie sie an den meisten Reifenventilschäften zu finden sind, zusammenzupassen. Die kreisförmige Oberseite 65 des unteren Gehäuses umfasst zumindest einen Kanal 68, der den Hohlraum des Hauptkörpers 28 in Kommunikation mit dem Hohlraum des unteren Gehäuses 28 versetzt. Die kreisförmige Oberseite 65 umfasst ferner eine Schaftöffnungsspitze 70. Die Schaftöffnungsspitze 70 ist angepasst, um ein Reifennadelventil (nicht gezeigt) einzugreifen und herunterzudrücken, wenn die Reifend rucküberwachungsvorrichtung 20 an den Reifenventilschaft befestigt wird. Ferner kann eine zusätzliche Dichteinrichtung 76 wie beispielsweise, jedoch nicht beschränkt auf, eine Dichtung oder einen Dichtring innerhalb des Lumens des unteren Gehäuses 28 platziert werden, um zu verhindern, dass Luft aus dem unteren Gehäuse heraus leckt, wenn die Vorrichtung 20 an den Reifenschaft befestigt wird.
Ferner kann zumindest eine mit einem Gewinde versehene Bohrung 78 auf dem unteren Gehäuse 28 umfasst sein, wie in den 2, 4 gezeigt. Die Bohrung 78 erstreckt sich durch die Wand des unteren Gehäuses 28 und ist im Wesentlichen rechtwinklig zum inneren Hohlraum des unteren Gehäuses. Eine Schraube 79 kann durch die Bohrung 78 eingeführt werden um zu verhindern, dass die Vorrichtung 20 vom Reifenventil entfernt wird. In einer exemplarischen Ausführungsform kann die Schraube 79 aus Nylon hergestellt sein, um eine Beschädigung der Gewinde auf dem Reifengewindeschaft zu verhindern. Jedoch werden Fachleute erkennen, dass die Schraube 79 aus einer Mehrzahl von Materialien, wie beispielsweise, jedoch nicht beschränkt auf, Kunststoff, hochfester Keramik oder Metallen hergestellt sein kann.
Bezugnehmend zurück auf 4 ist die Schaftöffnungsspitze 70 innerhalb des unteren Gehäuses 28 bereitgestellt. Die Schaftöffnungsspitze 70 umfasst einen zylindrischen Körper 80 und zumindest einen Kanal 82, angeordnet innerhalb des Körpers. Die 4 bis 5 stellen die Schaftöffnungsspitze mit zwei Kanälen 82 dar. Die Kanäle 82 stehen in Kommunikation mit dem ringförmigen Kanal 84, der um den Umfang der Spitze 70 herum gebildet ist. Durch Bereitstellen des ringförmigen Kanals 84 wird das Herstellungsverfahren vereinfacht, da der ringförmige Kanal die Notwendigkeit beseitigt, den Kanal 82 mit dem Kanal 68 auszurichten, der auf der kreisförmigen Oberseite des unteren Gehäuses 28 angeordnet ist. In einer alternativen Ausführungsform sind das untere Gehäuse und die Hauptdruckkammer in Kommunikation miteinander über eine Bohrung durch die zylindrische Oberseite des unteren Gehäuses.
Die 6A bis B stellen eine exemplarische Ausführungsform der Leiterplatte 29 dar. Die Leiterplatte 29 beherbergt die mit der Steuerung der Dauer und Frequenz des Blinkens der LED verbundenen Schaltungen. Der äußere Ring 86 der Platte 29 ist mit dem positiven Anschluss der Batterien durch das Hauptgehäuse 26 der Vorrichtung verbunden. Das Hauptgehäuse 26 ist aus Aluminium hergestellt und die positive Ladung von der Batterie kontaktiert den unteren Abschnitt 88 der Leiterplatte 29. Die positive Ladung wandert durch den positiven Anschluss 33 der LED, die an der Oberseite der Leiterplatte angeordnet ist, durch Wandern durch ein Loch 90, das auf der Peripherie der Leiterplatte 29 angeordnet ist. Das Loch 90 kann mit leitfähigem Material ausgekleidet sein oder das leitfähige Material kann das Loch 90 füllen, um die positive Ladung zu leiten. Alternativ kann die positive Ladung zur Oberseite der Leiterplatte durch Wandern durch die leitfähige Dichtung gelangen.
Die Leiterplatte 29 umfasst ferner einen Kanal 92, der mit einem leitfähigen Material ausgekleidet ist. Der Kanal 92 leitet negative Ladung von der Unterseite der Leiterplatte zur Oberseite der Leiterplatte, dann zum negativen Anschluss 35 der LED. Der Kanal 92 agiert ferner als ein Kanal zwischen der Gegendruckkammer und dem Raum zwischen der Unterseite der Leiterplatte 29 und der flexiblen Membran 36. Der Raum wird Teil der Gegendruckkammer.
Wie in den 6A bis B gezeigt, umfasst die Leiterplatte 29 ferner einen IC-Chip (nicht gezeigt), montiert auf der Leiterplatte bei einem Kontaktbereich 31. Der IC-Chip steuert die Frequenz der Blitze vom LED Licht (nicht gezeigt). Es wird vorgeschlagen, dass der IC-Chip bei einem Bereich von 1,0 Hz bis 5 Hz arbeitet, was sich in jeweils eine Dauer von 1 bis 2 Sekunden zwischen den Blitzen übertragen lässt. Fachleute werden erkennen, dass die Frequenz des IC-Chips an Frequenzen jenseits der zitierten Bereiche angepasst werden kann. Ferner ist der IC-Chip entworfen, die LED für 0,125 Sekunden aufleuchten zu lassen. Fachleute jedoch werden erkennen, dass die Dauer der LED kürzer oder länger als 0,125 Sekunden sein kann. Fachleute werden erkennen, dass andere Schaltungen und Elektroniken es ermöglichen werden, dass die Vorrichtung 20 verschiedene Signalmittel wie beispielsweise, jedoch nicht beschränkt auf Schall, Radiofrequenz (RF)-Signal, Infrarot (IR)-Signal oder eine Kombination davon überträgt. In jenen Ausführungsformen, wenn ein RF- oder IR-Signal übertragen wird, kann ein entfernter Empfänger innerhalb des Fahrzeugs oder an einem Schlüsselanhänger bereitgestellt sein, um einen Fahrer zu benachrichtigen, dass der Reifendruck für ein spezielles Rad niedrig ist.
Bezugnehmend zurück auf 4 ist die Leiterplatte 29 innerhalb der Reifendrucküberwachungsvorrichtung 20 entlang der ringförmigen Leiste 42 des Hauptgehäuses 26 positioniert. Eine flexible Membran 36 ist an die Leiterplatte 29 gelötet. In einer exemplarischen Ausführungsform ist die flexible Membran 36 aus einer Beryllium-Kupfer-Legierung hergestellt. Jedoch werden Fachleute erkennen, dass die flexible Membran 36 aus einer Mehrzahl von Metallen wie beispielsweise, jedoch nicht beschränkt auf Messing oder anderen Metallen hergestellt sein kann. Ferner wird vorgeschlagen, dass die flexible Membran 36 auch aus anderen leitfähigen Substanzen wie beispielsweise, jedoch nicht beschränkt auf, leitfähigem Gummi hergestellt sein kann. Die flexible Membran 36 weist eine Dicke von annähernd von 0,001" auf, wenn aus ½ harter Berylliumkupferlegierung hergestellt. Die flexible Membran 36 ist ein im Allgemeinen kreisförmiges Element mit nach oben gerichteten Kanten, wie in 4 gezeigt. Die flexible Membran 36 umfasst ferner einen konvexen Nippel 90, der sich von der Oberfläche der flexiblen Membran erstreckt. Die Höhe des Nippels 90 ist im Wesentlichen gleich zur Tiefe der Öffnung 52 in der nichtleitfähigen Unterlegscheibe 50.
In einer ersten Position weist die flexible Membran eine insgesamt konkave Form auf, wie in 4 gezeigt. In einer zweiten Position hat der Luftdruck von der Gegendruckkammer die flexible Membran derart ausgelenkt bzw. durchgebogen, dass der Nippel 90 die Batterie 27 kontaktiert, wie 5 zeigt.
Das Druckdifferential bei welchem sich die flexible Membran von einer ersten Position zu einer zweiten Position bewegt, wird durch den Durchmesser, die Dicke, die Härte oder den Grad der Konkavität der flexiblen Membran bestimmt. Eine kleinere flexible Membran ist schwieriger zu bewegen im Vergleich zu einer größeren Membran. Eine dickere Membran ist schwieriger zu bewegen im Vergleich zu einer dünneren Membran. Eine Membran, die ½ hart ist, ist einfacher zu bewegen als eine ¾ harte, vollständig harte oder ein federgemäßigtes Material. Die Härte des Materials kann durch Wärmebehandeln des Materials justiert werden.
Gemäß einer exemplarischen Ausführungsform kann die flexible Membran die Batterie kontaktieren, wenn ein Druckdifferential von annähernd 2 bis 4 psi vorliegt. Es wird vorgeschlagen, dass eine Vorrichtung, die diese flexible Membran aufweist, verwendet werden kann, um den Reifendruck für Automobile, Motorräder, Fahrräder oder andere Fahrzeuge mit moderaten Reifendruckanwendungen zu überwachen.
In noch einer weiteren exemplarischen Ausführungsform wird sich die flexible Membran bewegen, wenn ein Druckdifferential von annähernd 10 psi vorliegt. Es wird vorgeschlagen, dass diese Ausführungsform verwendet werden kann für Reifen auf Sattelzuglastkraftwagen oder anderen großen Fahrzeugen mit hohen Reifendrücken (annähernd 100 psi). Fachleute werden erkennen, dass die flexible Membran sogar derart kalibriert werden kann, dass die Vorrichtung in der Lage sein kann sehr geringe Druckdifferentiale zu detektieren.
4 zeigt ferner ein optionales Versteifungselement 93, das die innere Oberfläche der flexiblen Membran 36 auskleidet. Das Versteifungselement 93 ist ein unabhängiges Element, das der Gesamtform der flexiblen Membran 36 folgt. Das Versteifungselement 93 verhindert, dass die flexible Membran 36 zusammenklappt für den Fall, dass der Druck in der Hauptdruckkammer größer als der Druck innerhalb der Gegendruckkammer ist. In diesem Szenario, ohne ein Versteifungselement, könnte der Druck innerhalb der Hauptdruckkammer die flexible Membran in Richtung der Leiterplatte drängen, wobei die flexible Membran beschädigt oder zerstört werden könnte. Mit dem optionalen Versteifungselement in Position, kann jedoch die Gesamtform der flexiblen Membran aufrechterhalten werden, wenn der Druck innerhalb der Hauptdruckkammer größer als in der Gegendruckkammer ist.
Die vorliegende Erfindung betrifft ferner Verfahren zur Verwendung einer Reifendrucküberwachungsvorrichtung. Im Allgemeinen wird die Vorrichtung 20 auf einen Ventilschaft geschraubt und kalibriert. Sobald sie kalibriert ist, überwacht die Vorrichtung konstant bezüglich eines Abfalls im Reifendruck. Wenn der Reifendruck unterhalb des kalibrierten Schwellwerts abfällt, wird ein Warnsignal ausgesendet. Der einzelne Benutzer kann dann die Vorrichtung entfernen und Luft zum Reifen zufügen. Die Vorrichtung 20 wird dann erneut an den Reifenventilschaft befestigt und fährt mit dem Überwachen des Reifendrucks fort.
Die vorliegende Erfindung ist vorteilhaft gegenüber Reifendrucküberwachungssystemen des Standes der Technik. Die Reifendrucküberwachungsvorrichtung der vorliegenden Erfindung kann kompakt und in sich geschlossen sein, so dass die Vorrichtung derart ausgeführt werden kann, dass sie die Ausgewogenheit bzw. Auswuchtung des Rads und Reifens nicht negativ beeinflusst. Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung können derart hergestellt werden, dass keine beweglichen Teile als der sich bewegende Abschnitt der Membran vorliegen. Mit kaum einem beweglichen Teil beeinflussen Zentrifugalkräfte aufgrund der Reifendrehung und dergleichen den Betrieb von gewissen Ausführungsformen der Vorrichtung nicht. Ferner, im Gegensatz zum alten Verfahren mit wechselndem Erfolg des visuellen Inspizierens eines Reifens, um zu sehen, ob der Reifendruck "niedrig aussieht", ist die vorliegende Vorrichtung dahingehend genauer, dass sie aktiviert wird, wenn der Reifendruck sich um ein vorbestimmtes Druckdifferential verändert. Die Vorrichtung zeigt dann in einer bestimmten Weise an, dass der Reifendruck niedrig ist, wie beispielsweise durch Aufblinken eines Lichts oder Aussenden eines Geräuschs oder Übertragen eines Signals.
Darüber hinaus kann die Vorrichtung der vorliegenden Erfindung auf eine breite Vielfalt von Reifenanwendungen angewendet werden. D. h., Vorrichtungen des Standes der Technik sind vorkalibriert für spezielle Reifendrücke (z. B. 32 psi oder 100 psi), und sie messen Abweichungen von diesen vorkalibrierten Reifendrücken. Im Gegensatz dazu wird die Vorrichtung der vorliegenden Erfindung basierend auf dem innerhalb eines Reifens bei einer Startzeit vorgefundenen Reifendruck kalibriert, und die Vorrichtung wird aktiviert, wenn der Reifendruck sich um eine vorbestimmte Druckabweichung vom anfänglichen Reifendruck verändert. Folglich kann die Vorrichtung 20 in einer breiten Vielfalt von Reifenanwendungen bei Verwendung einer einzelnen Vorrichtung verwendet werden. Beispielsweise, wenn der empfohlene Reifendruck für die Vorderräder vom empfohlenen Reifendruck für die Hinterräder in gewissen Automobilen abweicht, kann derselbe Vorrichtungssatz für alle diese Reifen verwendet werden. Keine Vorkalibrierung ist notwendig, da die Vorrichtungen kalibriert werden, wenn sie erstmals an einen Reifen befestigt werden.
Dies weiter betrachtend, wenn die Vorrichtung erstmals auf den Reifenventilschaft geschraubt wird, muss die Vorrichtung kalibriert werden. Die Vorrichtung wird kalibriert, indem Luft erlaubt wird, in die Gegendruckkammer einzutreten. Normalerweise ist Luft nicht in der Lage, in die Gegendruckkammer 21 einzutreten oder aus ihr zu entweichen, da die Dichtung die Kanäle 46 dicht verschließt. Wenn jedoch die Vorrichtung 20 anfänglich an den Reifenventilschaft 22 befestigt wird, tritt Luft vom Reifen in die Hauptdruckkammer 94 durch die Kanäle 46 in die Gegendruckkammer 21, da die Dichtungen nicht auf dem Hauptgehäuse gesichert wurden. Dadurch, dass es Luft erlaubt wird, in die Gegendruckkammer 21 einzutreten, besitzt die Gegendruckkammer denselben Luftdruck wie der Reifen. Folglich ist die Vorrichtung 20 nun kalibriert und die Schraubkappe kann festgezogen werden, um die Gegendruckkammer 21 abzudichten.
Sobald sie kalibriert ist, überwacht die Vorrichtung konstant bezüglich eines Abfalls im Luftdruck des Reifens. Zu diesem Zeitpunkt weisen die Gegendruckkammer, die Hauptdruckkammer und der Reifen denselben Luftdruck auf. Folglich werden gleiche Druckbeträge auf die Oberfläche der flexiblen Membran ausgeübt. Im Lauf der Zeit jedoch nimmt der Luftdruck innerhalb des Reifens ab. Folglich wird eine gleichzeitige Abnahme im Luftdruck innerhalb der Hauptdruckkammer stattfinden. In dieser Situation ist der Luftdruck innerhalb der Gegendruckkammer 21 großer als der Luftdruck innerhalb der Hauptdruckkammer 94. Folglich bewegt der Luftdruck innerhalb der Gegendruckkammer die flexible Membran 36 in Richtung des negativen Anschlusses der Batterie. Durch Kontaktieren des negativen Anschlusses wird der elektrische Schaltkreis vervollständigt und ein Warnsignal wird übertragen. In einer exemplarischen Ausführungsform ist das Warnsignal eine blinkende LED. Fachleute werden erkennen, dass die vorliegende Erfindung andere Signalisierungsmittel wie beispielsweise Geräusch, Radiofrequenz, infrarotes Licht oder eine Kombination davon vorschlägt.
Zusätzlich, sobald die Vorrichtung 20 kalibriert ist, kann die Vorrichtung 20 periodisch entfernt werden, um sicherzustellen, dass die Batterien und die Schaltungen betriebsfähig sind. D. h., wenn die Vorrichtung kalibriert ist, wird die Gegendruckkammer einen Luftdruck äquivalent zum Reifendruck aufweisen. Sobald die Vorrichtung vom Reifenschaft entfernt wird, ist der Druck innerhalb der Hauptdruckkammer äquivalent zum Umgebungsluftdruck. Folglich ist das Druckdifferential zwischen der Gegendruckkammer und der Hauptdruckkammer sehr groß und die flexible Membran wird die Batterie kontaktieren und ein Warnsignal wird ausgesendet werden. Folglich kann durch periodisches Entfernen der Vorrichtung 20 ein Einzelner sicherstellen, dass die Batterien und die Vorrichtung richtig funktionieren.
Die Vorrichtung ist in zwei Kammern aufgeteilt, eine Hauptdruckkammer 94 und eine Gegendruckkammer 21, die durch eine flexible Membran 36 getrennt sind. Die Vorrichtung ist kalibriert und der Luftdruck in der Gegendruckkammer und in der Hauptdruckkammer ist gleich. Im Lauf der Zeit nimmt der Luftdruck innerhalb des Reifens und der Hauptdruckkammer ab. Wenn der Luftdruck in der Gegendruckkammer größer als der Luftdruck innerhalb der Hauptdruckkammer ist, berührt die flexible Membran 36 die Batterie 27 (wie in 5 gezeigt) und vervollständigt einen elektrischen Schaltkreis, der ein Warnsignal aussendet.
7 ist eine Querschnittsansicht einer alternativen Ausführungsform. Ein oberer Abschnitt (101) soll aus einem transparenten Material, z. B. Kunststoff, hergestellt sein. Die blinkende LED ist auf einer Miniaturleiterplatte (PCB) (102) montiert. Die PCB weist Kontakte auf ihrem Rand (108) auf, wo sie auf dem oberen Metallgehäuse ruht. Diese Kontakte werden die Schaltungen auf der PCB mit dem positiven Pol der Batterien verbinden. Die PCB weist Kontakte für den negativen Pol der Batterie (108) auf, wo die leitfähige Dichtung (105) die PCB berührt. Das obere Metallgehäuse (103) weist eine exakte Passung bezüglich des transparenten oberen Abschnitts (101) auf, der in Position für eine luftdichte Passung festgeklebt werden wird. Die Linse hält ferner die PCB in Position. Die Kunststoffisolationsmuffe (109) funktioniert als ein Isolator für die obere positive Seite der Batterie (108) und fasst ferner die Stopperplatte (107), die nicht leitfähige Dichtung (106), die Membran (104) und die leitfähige Dichtung (106) in ihren jeweiligen Positionen ein, sobald das obere Metallgehäuse und der untere Abschnitt (110) zusammengeschraubt worden sind. Die Aufgabe der Isolationsmuffe ist es ferner, den notwendigen Druck an die Dichtungsmaterialien zu übertragen. Die Membran (104) ist aus einem flexiblen leitfähigen Material hergestellt und durch Verändern der Flexibilität der Membran (104) kann die gewünschte Sensitivität bezüglich des Auslösens eines Niederdruckwarnblinkens erreicht werden. Die leitfähige Dichtung (105) ist eine leitfähige Standardmitnahmedichtung. Die nichtleitfähige Dichtung (106) ist eine Standardmitnahmedichtung. Die Stopperplatte (107) ist eine gerade Metallplatte mit einer kleinen Kerbe in der Mitte, um den Kontakt mit der Membran (104) zu verbessern, und sie weist ferner zwei kleine Löcher durch sie hindurch auf, um den Reifendruck durchzulassen, um auf die Membran (104) zu treffen. Die Batterien (108) sind Standardmitnahmealkalibatterien. Der untere Abschnitt (110) ist an das obere Metallgehäuse (103) geschraubt und beherbergt auch den Reifenventilöffner (112). Der untere Abschnitt (110) ist auf die untere Innenseite geschraubt, um mit dem Reifenventilschaft übereinzustimmen, und er weist einen Gummidichtring (112) auf, um eine richtige Dichtung mit dem Reifenventilschaft herzustellen. Der untere Abschnitt (110) ist aus Metall hergestellt und in verschiedenen Farben, durch z. B. Eloxieren, für die vorderen und die hinteren Räder hergestellt.
Da manche (ein sehr kleiner Prozentsatz) Fahrzeuge einen Metallventilschaft verwenden, der nicht von der Masse isoliert ist, könnte der untere Abschnitt (110) alternativ in einem nichtleitfähigen Material, z. B. Kunststoff, hergestellt sein, jedoch muss dann ein zusätzlicher leitfähiger Draht von der Unterseite der unteren Batterie (108) zum Verbinden mit dem oberen Metallgehäuse (103) eingesetzt werden.
Das obere Metallgehäuse und der untere Abschnitt weisen einen hufeisenförmigen Separator (nicht gezeigt) auf, der zwischen ihnen bei der Auslieferung installiert ist. Bei der anfänglichen Installation soll die Kappe festgezogen werden, zuerst mit dem Separator in Position, um den Reifenventilöffner (112) zu veranlassen, das Ventil zu öffnen und den Reifendruck in die Kappe eintreten zu lassen und die Gegendruckkammer (113) unter Druck zu setzen. Der Separator soll dann entfernt werden und die Kappe festsitzend auf das obere Metallgehäuse (103) geschraubt werden, und der untere Abschnitt (110) wird nun permanent mittels Klebstoff befestigt sein, der sich bereits bei der Auslieferung der Kappe an Ort und Stelle befand. Dies wird den richtigen Reifenluftdruck in der Gegendruckkammer (113) einschließen und die Kappe für diesen Druck kalibrieren.
Eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist in 8 dargestellt. Die Reifendrucküberwachungsvorrichtung ist ähnlich zu den anderen Reifendrucküberwachungsvorrichtungen der vorliegenden Erfindung mit der Ausnahme, dass die Reifendrucküberwachungsvorrichtung innerhalb eines Reifenventilschafts 210 bereitgestellt ist. Das Bereitstellen der Überwachungsvorrichtung innerhalb des Reifenventilschafts ist vorteilhaft bezüglich Vorrichtungen des Standes der Technik, da dies die Wahrscheinlichkeit minimiert, dass die Überwachungsvorrichtung gestohlen wird oder vom Reifenschaft gelöst wird. Ferner können alternative Energieversorgungen verwendet werden, da ausreichend Platz innerhalb des Reifens vorhanden ist. Folglich können Energieversorgungen, die die Lebensdauer des Reifens überdauern werden, in der vorliegenden Erfindung verwendet werden. Alternativ können Energieversorgungen vom Fahrzeug ebenfalls mit der Überwachungsvorrichtung innerhalb des Reifenschafts verwendet werden. In noch einer weiteren Ausführungsform kann die Reifendrucküberwachungsvorrichtung einen Mechanismus umfassen, der die Rotationsenergie von einem rotierenden Reifen verwendet, um die Batterie der Reifendrucküberwachungsvorrichtung zu laden.
Der Reifenventilschaft 210 ist eine im Allgemeinen zylindrische Struktur mit einem ersten Ende und einem zweiten Ende mit einer darin bereitgestellten Bohrung 212. Am zweiten Ende des Ventilschafts befindet sich zumindest ein Kanal 214 in Kommunikation mit der Bohrung und dem Inneren des Reifens (nicht gezeigt). Das erste Ende des Reifenventilschafts 210 ist mit einer herkömmlichen Ventilnadelanordnung 216 bereitgestellt, die in eine geschlossene Position vorgespannt ist, um Luftdruck innerhalb des Reifens zu halten.
Wie in 8 gezeigt, umfasst die Reifendrucküberwachungsvorrichtung eine Gegendruckkammer 218, eine flexible Membran 226, eine Kontaktplatte 228, eine Leiterplatte 29, eine Energiequelle 234, einen Gegendruckkammerstift 230 sowie eine Einrichtung 232 zum Aussenden eines Warnsignals. Die Gegendruckkammer 218, wie in 8 gezeigt, weist eine beckenähnliche Form auf, jedoch werden andere Formen durch die vorliegende Erfindung in Erwägung gezogen. Die Gegendruckkammer 218 steht in Kommunikation mit dem Kanal 214 und letztendlich dem Reifen über einen Gegendruckkanal 220. Der Gegendruckkanal 220 kann mit einem Stopfen 222 bereitgestellt sein. Der Stopfen 222 ist bemessen und geformt, um den Kanal 220 vom Kanal 214 abzudichten. Ein elastisches Element 224, wie beispielsweise eine Feder, ist innerhalb des Kanals 220 angeordnet und steht in Kommunikation mit dem Stopfen 222, um den Stopfen 222 in einer geschlossenen Position vorzuspannen.
Zusätzlich, wie in 8 gezeigt, wird die Öffnung der Gegendruckkammer 218 durch eine flexible Membran 226 abgedichtet. Die flexible Membran 226 und eine Kontaktplatte 228 sind in einer ersten Position beabstandet, wobei die Kontaktplatte 228 oberhalb der flexiblen Membran 226 positioniert ist. In einer zweiten Position kontaktiert die flexible Membran 226 die Kontaktplatte 228, wenn der Luftdruck innerhalb der Gegendruckkammer 218 größer als der Druck innerhalb des Reifens (nicht gezeigt) ist. Ähnlich zu anderen Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung kann das Druckdifferential, das die flexible Membran von der ersten Position zur zweiten Position bewegt, durch Variieren des Durchmessers, der Dicke, der Härte oder des Grads der Konkavität der flexiblen Membran 226 justiert werden.
Die flexible Membran und die Kontaktplatte können aus leitfähigem Material wie beispielsweise, jedoch nicht beschränkt auf, Beryllium-Kupfer-Legierung, Kupfer, Messing oder anderen Metallen hergestellt sein. Ferner wird in Erwägung gezogen, dass die flexible Membran 226 aus anderen leitfähigen Materialien hergestellt sein kann, wie beispielsweise, jedoch nicht beschränkt auf, leitfähigem Gummi.
Ferner ist der Reifenventilschaft 210 mit einem Gegendruckkammerstift 230, gleitfähig innerhalb einer Stiftmuffe positioniert, bereitgestellt. Der Stift 230 erstreckt sich von der äußeren Oberfläche des Reifenventilschafts zum Stopfen 222. Durch Betätigen des Stifts 230 wird die Gegendruckkammer 218 kalibriert. Spezieller bewirkt die Betätigung des Stifts 230, dass der Stopfen 222 versetzt wird, wobei es Luftdruck innerhalb des Reifens (nicht gezeigt) erlaubt wird, mit dem Luftdruck innerhalb der Gegendruckkammer 218 ins Gleichgewicht zu kommen. Folglich, wenn der Reifendruck unterhalb des Luftdrucks in der Gegendruckkammer 218 fallen sollte, kontaktiert die flexible Membran 226 die Kontaktplatte 228, um den elektrischen Schaltkreis zu vervollständigen, wobei dadurch bewirkt wird, dass ein Warnsignal ausgesendet wird. Wie andere Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung beherbergt die Leiterplatte 29 die mit dem Steuern der Dauer und Frequenz der blinkenden LED 232 verbundenen Schaltungen. Fachleute werden erkennen, dass verschiedene Schaltungen und Elektroniken verwendet werden können, um verschiedene Signalisierungsmittel wie beispielsweise, jedoch nicht beschränkt auf, Geräusch, Radiofrequenz (RF)-Signal, infrarot (IR) Signal oder eine Kombination davon zu übertragen. In jenen Ausführungsformen, wo ein RF- oder IR-Signal übertragen wird, kann ein entfernter Empfänger innerhalb des Fahrzeugs oder an einem Schlüsselanhänger bereitgestellt werden, um einen Fahrer zu benachrichtigen, dass der Reifendruck für ein spezielles Rad niedrig ist.
Wie in 8 gezeigt, sind die Leiterplatte 29 und die Energieversorgung 234 innerhalb eines Fachs 236 angeordnet, das unterhalb der Gegendruckkammer 218 positioniert ist. Wie in 8 gezeigt, umfasst die Energieversorgung 234 zwei Batterien. Fachleute jedoch werden erkennen, dass andere Mittel der Energieversorgung durch die vorliegende Erfindung verwendet werden können, um sicherzustellen, dass die Reifendrucküberwachungsvorrichtung für die Lebensdauer des Reifens betriebsfähig ist. Beispielsweise kann eine einzelne Batterie oder eine Mehrzahl von Batterien verwendet werden, um Energie an die Reifendrucküberwachungsvorrichtung zu liefern. Alternativ kann die Energieversorgung des Fahrzeugs verwendet werden, um die Reifendrucküberwachungsvorrichtung anzutreiben. In noch einer weiteren Ausführungsform kann die Reifendrucküberwachungsvorrichtung einen Mechanismus umfassen, der die Rotationsenergie von einem rotierenden Reifen verwendet, um die Batterie der Reifendrucküberwachungsvorrichtung zu laden.
Die 9 bis 10 stellen alternative Ausführungsformen der Reifendrucküberwachungsvorrichtung der vorliegenden Erfindung, bereitgestellt innerhalb eines Reifenventilschafts 210, dar. Die Vorrichtung der 9 bis 10 ist ähnlich der in 8 dargestellten Ausführungsform mit der Ausnahme der flexiblen Membran und der Kontaktplatte. Wie in 9 gezeigt, ist die flexible Membran 226' eine im Allgemeine planare Struktur mit einem Nippel 238, der von der Oberfläche der flexiblen Membran 226' hervorsteht. Bezugnehmend auf 10 ist eine flexible Membran 226 an die Leiterplatte 29 befestigt. Die Leiterplatte 29 ist mit zumindest einer Öffnung 240 bereitgestellt, um die flexible Membran 226 in Kommunikation mit der Gegendruckkammer 218 zu setzen.
Die vorliegende Erfindung betrifft ferner Verfahren zur Verwendung der Überwachungsvorrichtung angeordnet innerhalb des Reifenventilschafts. Der Ventilschaft der vorliegenden Erfindung wird an eine Reifenfelge montiert und der Reifen wird dann bis zu einem gewünschten Luftdruck aufgepumpt. Der Gegendruckkammerstift wird dann betätigt, um die Gegendruckkammer zu kalibrieren. Zu diesem Zeitpunkt weisen die Gegendruckkammer und der Reifen (nicht gezeigt) gleiche Reifendrücke auf. Wenn das Druckdifferential zwischen dem Reifen und der Gegendruckkammer einen vorbestimmten Schwellwert übersteigt, kontaktiert die flexible Membran die Kontaktplatte. Folglich vervollständigt der Kontakt zwischen der flexiblen Membran und der Kontaktplatte den elektrischen Schaltkreis und ein Warnsignal wird ausgesendet. Auf diese Weise überwacht die Vorrichtung konstant bezüglich eines Abfalls im Reifendruck. Folglich kann der einzelne Benutzer Luft bis zum geeigneten Reifendruck zufügen, und die Vorrichtung wird fortfahren, den Reifendruck zu überwachen. Optional, wenn ein anderer Ausgangsreifendruck gewünscht wird (z. B. erhöhter oder verringerter Reifendruck), kann die Gegendruckkammer auf den neuen Reifendruck neu kalibriert werden.
Ferner kann der einzelne Benutzer Luft vom Reifen herauslassen, um sicherzustellen, dass die Reifendrucküberwachungsvorrichtung funktionstüchtig ist. Durch Herauslassen von Luft vom Reifen ist der Luftdruck innerhalb der Gegendruckkammer größer als der Reifendruck. Folglich kontaktiert die flexible Membran die Kontaktplatte, wobei dadurch bewirkt wird, dass ein Warnsignal ausgesendet wird. Luft sollte anschließend zum Reifen hinzugefügt werden, um den Reifendruck zurück auf den gewünschten Luftdruck zu bringen. D. h., Luft sollte so zugegeben werden, dass der Reifendruck annähernd derselbe ist wie der Luftdruck innerhalb der Gegendruckkammer.

Claims

Reifendrucküberwachungsvorrichtung zum Überwachen des Luftdrucks eines Reifens, wobei die Überwachungsvorrichtung umfasst: einen Reifenventilschaft (210) mit einem im Wesentlichen zylindrischen Körper und einer darin bereitgestellten Bohrung (212), wobei die Bohrung in Kommunikation mit dem Reifen steht; eine Gegendruckkammer (218), angeordnet innerhalb des Reifenventilschafts (210); eine flexible Membran (226), angeordnet über der Gegendruckkammer (218); eine Kontaktplatte (228), positioniert über der flexiblen Membran (226); einen Kanal (220), in Kommunikation mit der Gegendruckkammer (218) und der Bohrung des Reifenventilschafts (210); einen Stopfen (222), fähig zum Dichten des Kanals, wobei der Stopfen in einer geschlossenen Position vorgespannt ist; einen Gegendruckstift (230), der sich von einer Außenwand des Reifenventils zum Stopfen erstreckt, wobei der Gegendruckstift fähig ist, den Stopfen von der geschlossenen Position zu einer offenen Position zu versetzen; sowie Signalmittel (232), positioniert auf der Peripherie des Reifenventilschafts, wobei die Signalmittel ein Warnsignal aussenden, wenn ein Druck innerhalb der Gegendruckkammer größer als ein Druck innerhalb des Reifens ist.
Reifendrucküberwachungsvorrichtung nach Anspruch 1, ferner umfassend eine Energieversorgung (234).
Reifendrucküberwachungsvorrichtung nach Anspruch 2, bei welcher die Energieversorgung zumindest eine Batterie ist.
Reifendrucküberwachungsvorrichtung nach Anspruch 1, bei welcher die flexible Membran (226) und die Kontaktplatte (228) leitfähige Substanzen sind.
Reifendrucküberwachungsvorrichtung nach Anspruch 4, bei welcher die leitfähige Substanz ein leitfähiges Metall oder ein leitfähiger Gummi ist.
Reifendrucküberwachungsvorrichtung nach Anspruch 1, bei welcher die Signalmittel an eine Leiterplatte (29) gekoppelt sind.
Reifendrucküberwachungsvorrichtung nach Anspruch 1, bei welcher die Signalmittel (232) ausgewählt sind aus der Gruppe bestehend aus einer Leuchtdiode (LED), einem Lautsprecher, einem Radiofrequenz (RF)-Sender und einem Infrarot (IR)-Sender.
Reifendrucküberwachungsvorrichtung zur Überwachung des Luftdrucks eines Reifens, wobei die Überwachungsvorrichtung umfasst: einen Reifenventilschaft (210) mit einem im Wesentlichen zylindrischen Körper und einer darin bereitgestellten Bohrung (212), wobei die Bohrung in Kommunikation mit dem Reifen steht; eine Gegendruckkammer (218), angeordnet innerhalb des Reifenventilschafts (210); eine flexible Membran (226), angeordnet über der Gegendruckkammer (218); ein Kontaktbauteil (228), positioniert über der flexiblen Membran (226); einen Kanal (220), in Kommunikation mit der Gegendruckkammer und der Bohrung des Reifenventilschafts; einen Stopfen (222), fähig zum Dichten des Kanals, wobei der Stopfen in einer geschlossenen Position vorgespannt ist; einen Gegendruckstift (230), der sich von einer Außenwand des Reifenventils zum Stopfen erstreckt, wobei der Gegendruckstift fähig ist, den Stopfen von der geschlossenen Position zu einer offenen Position zu versetzen; eine Signalvorrichtung (232), positioniert auf der Peripherie des Reifenventilschafts, wobei die Signalvorrichtung ein Warnsignal aussendet, wenn ein Druck innerhalb der Gegendruckkammer um ein vorbestimmtes Differential von einem Druck innerhalb des Reifens unterschiedlich ist; und eine Energieversorgung (234) sowie eine Leiterplatte (29), positioniert unterhalb der Gegendruckkammer, wobei die Signalvorrichtung in elektrischer Kommunikation mit der Leiterplatte steht.
Reifendrucküberwachungsvorrichtung nach Anspruch 8, bei welcher die Energieversorgung zumindest eine Batterie ist.
Reifendrucküberwachungsvorrichtung nach Anspruch 8, bei welcher die flexible Membran (226) und das Kontaktbauteil eine leitfähige Substanz umfassen.
Reifendrucküberwachungsvorrichtung nach Anspruch 10, bei welcher die leitfähige Substanz ein leitfähiges Metall oder ein leitfähiger Gummi ist.
Reifendrucküberwachungsvorrichtung nach Anspruch 8, bei welcher die Signalvorrichtung (232) ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus einem Licht, einer Leuchtdiode (LED), einem Lautsprecher, einem Radiofrequenz (RF)-Sender und einem Infrarot (IR)-Sender.
Verfahren der Luftdrucküberwachung innerhalb eines Reifens, wobei das Verfahren umfasst: Bereitstellen einer Reifendrucküberwachungsvorrichtung wie in Anspruch 1 definiert; Kalibrieren der Reifendrucküberwachungsvorrichtung; Überwachen eines Druckdifferentials zwischen der Reifendrucküberwachungsvorrichtung und einem Luftdruck des Reifens; und Aussenden eines Warnsignals, wenn ein Druckdifferential ein vorbestimmtes Druckdifferential überschreitet.
Verfahren nach Anspruch 13, bei welchem das Druckdifferential eine Differenz zwischen dem Druck der Gegendruckkammer und dem Luftdruck des Reifens ist.
Verfahren nach Anspruch 14, bei welchem das Warnsignal ein Signal sein kann ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus einem Licht, einem Geräusch, einer Radiofrequenz (RF)-Welle und einem Infrarot (IR)-Licht.
Verfahren nach Anspruch 13, ferner umfassend: Verringern des Luftdrucks innerhalb des Reifens, um periodisch sicherzustellen, dass die Vorrichtung richtig arbeitet.
Verfahren nach Anspruch 13, ferner umfassend: Zugeben von Luftdruck zum Reifen; und Neukalibrieren der Reifendrucküberwachungsvorrichtung.