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Die
Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Befestigung eines Moduls
eines Reifenüberwachungssystems
auf einem Rad eines Fahrzeugs.
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Die
Erfindung betrifft die Übertragung
der Signale, die bei der Überwachung
der Reifen verwendet werden, und insbesondere ihres Drucks. Sie
betrifft insbesondere die Befestigung der Module an den Rädern, die
dazu bestimmt sind, zu messen und über Funkverbindung an einen
Empfänger,
der beispielsweise im Karosseriegehäuse des Fahrzeugs angeordnet
ist, mindestens eine charakteristische Größe für den Zustand der auf den Rädern montierten
Reifen, insbesondere den Aufblasdruck, zu übertragen.
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Die
Erfindung soll eine zuverlässige Übertragung
der elektromagnetischen Signale über
Funkverbindung zwischen den Modulen und Empfängern sowie eine ebenfalls
zuverlässige
mechanische Befestigung gewährleisten.
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Es
sind bereits Befestigungssysteme solcher Module bekannt, wie beispielsweise
in der Patentanmeldung
FR 2429114 beschrieben,
die dem Oberbegriff des Anspruchs 1 entspricht, aber sie entsprechen
nicht dem oben erwähnten
Gegenstand.
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Die
Vorrichtung „Tyre
Check" der Firma Technologie
Sicurezza Stradale umfasst ein Modul, das an der Radscheibe durch
zwei Befestigungseisen montiert ist, die unter zwei aufeinander
folgenden Muttern festgezogen sind. Das Modul ist pneumatisch an
das Ventil angeschlossen und umfasst einen Funksender, der an einen
Empfänger
in der Kabine gekoppelt ist. Die Art der Montage der Befestigungseisen
unter den Radschrauben hat den Nachteil, dass starke Vibrationen
beim Festziehen der Muttern mit Schlagschlüsseln (Festziehen im Werk)
verursacht werden. Diese Vibrationen können die Elektronik des Moduls
beschädigen.
Andererseits, wenn die Axialdimension der betreffenden Räder größer wird, verschlechtert
sich die Qualität
der Kopplung zwischen dem Modul und dem Empfänger, da die Montagerille und
der Felgenhaken sowie die Scheibe des Rades, die aneinander grenzen,
einen metallischen Hohlraum bilden, der die Funkverbindungen schwieriger
macht.
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Das
Patent
US 5 285 189 verwendet
eine Befestigung des Moduls in der Montagerille. Diese Befestigungsvorrichtung
umfasst ein Metallband, das die Montagerille der Felge des Rades
umgibt und das Modul festklemmt. Die Position des Moduls in der Montagerille
ist für
eine gute Funkverbindung zwischen dem Modul und dem Empfänger im
Karosseriegehäuse
des Fahrzeugs nicht günstig.
Diese Position führt
auch zu Gefahren einer Beschädigung
des Moduls bei der Montage oder Demontage der Reifen auf dem Rad,
das das Modul umfasst.
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Das
Patent
US 5 838 229 verwendet
eine Befestigung des Moduls am Fuße eines Radventils. Daraus
ergibt sich, dass das Modul auch im Inneren des Hohlraums des Reifens
im Wesentlichen in der Montagerille, wie vorher, angeordnet ist.
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Die
Vorrichtung zur Befestigung auf einem Rad eines Fahrzeugs eines
Moduls, welches dazu bestimmt ist, insbesondere durch Funkverbindung mindestens
eine charakteristische Größe für den Zustand
eines auf dem Rad montierten Reifens, insbesondere den Aufblasdruck,
zu messen und an einen Empfänger
zu übertragen,
umfasst erfindungsgemäß Verbindungsmittel,
die starr mit dem Modul verbunden sind, und Mittel zur Befestigung
der Verbindungsmittel am Rad. Diese Vorrichtung ist derart ausgeführt, dass
sie das Modul radial innen in Bezug zu einem Haken und einem Sitz
einer Felge des Rades befestigt, und die Befestigungsmittel sind
dazu vorgesehen, die Verbindungsmittel an die radial innere Fläche des
Felgenhakens mit einer anpassbaren Klemmkraft mit einer Stärke, die
größer als
ein gegebener Wert ist, anzulegen.
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Diese
Position des Moduls hat den Vorteil, dass das Modul in der Nähe des axialen
Endes des Rades, somit in einer Zone angeordnet wird, in der die
Hohlraumwirkung der metallischen Umgebung des Moduls die Funksendungen
nur sehr wenig stört. Diese
Position ist auch nahe dem Ventilloch des Reifens, wodurch es möglich ist,
einen Druckluftanschluss zwischen dem Modul und dem Ventilloch von sehr
geringer Länge
von nur ungefähr
einem Dutzend Zentimetern zu verwenden. Die Befestigung des Radmoduls
mit einer anpassbaren, d. h. einstellbaren, Klemmkraft der Verbindungsmittel
an die Fläche
des Felgenhakens ermöglicht
es der erfindungsgemäßen Vorrichtung,
für die üblichen
Variationen der Dicke und der Form der Felgenhaken der Räder unempfindlich
zu sein. Dies ist eine Garantie für die Zuverlässigkeit
der Befestigung.
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Diese
Befestigungsvorrichtung hat auch den Vorteil, dass sie auf jedem
Fahrzeug ohne Anpassung oder Änderung
der betreffenden Räder
montiert werden kann.
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Die
Klemmkraft ist vorzugsweise größer 2500
N. Dies hat den Vorteil, dass eine mechanisch zuverlässige Befestigung
des Moduls gewährleistet ist.
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Nach
einer bevorzugten Ausführungsart
umfassen die Verbindungsmittel eine Platte, die starr mit dem Modul
verbunden ist, und ein Verbindungsstück, das starr mit der Platte
verbunden und dazu ausgeführt
ist, an die radial innere Fläche
des Felgenhakens angelegt zu werden.
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Die
Verbindungsmittel können
auch ein einziges starr mit dem Modul verbundenes Verbindungsstück umfassen,
das dazu vorgesehen ist, an die radial innere Fläche des Felgenhakens angelegt zu
werden.
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Vorzugsweise
ist das Verbindungsstück dazu
ausgeführt,
mit der radial inneren Fläche
des Felgenhakens in mindestens zwei Stützzonen in Kontakt zu kommen,
die sich beiderseits des Hohlraums des Felgenhakens befinden.
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Dies
hat den Vorteil, dass eine stabile Befestigung des Verbindungsstücks an der
Innenseite des Felgenhakens gewährleistet
ist.
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Nach
einer bevorzugten Ausführungsart
umfassen die Befestigungsmittel einen Befestigungsclip in allgemeiner
U-Form, dessen erstes Ende dazu bestimmt ist, an die radial äußere Fläche des
Felgenhakens angelegt zu werden, und dessen zweites Ende dazu bestimmt
ist, sich an das Verbindungsstück
anzulegen. Vorzugsweise ist das erste Ende des Befestigungsclips
zugespitzt. Dies soll gewährleisten,
dass während
des Betriebs die Außenseite
des Wulstes des Reifens, die an dieses Ende des Befestigungsclips
angrenzt, bei einem möglichen
Kontakt nicht verletzt wird.
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Die
Geometrie des Befestigungsclips kann dazu ausge führt sein, bei seiner Anbringung
um das Verbindungsstück
und die radial obere Fläche
des Felgenhakens Kräfte
auf Grund der elastischen Verformung des Clips zu entwickeln, die
stärker
als 2500 N sind.
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Alternativ
kann das zweite Ende des Befestigungsclips ein Mittel zum Anlegen
einer gegebenen Klemmkraft zwischen dem Clip und dem Verbindungsstück umfassen.
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Es
ist für
die Robustheit der Befestigungsvorrichtung vorteilhaft, wenn die
Richtung des Anlegens der Klemmkraft den gegenüberliegenden Schenkel des U
des Befestigungsclips schneidet.
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Da
vorzugsweise das Verbindungsstück
eine erste Seite, die dazu bestimmt ist, an die radial innere Seite
des Felgenhakens angelegt zu werden, und eine zweite, der ersten
gegenüberliegende
Seite umfasst, ist diese zweite Seite derart ausgeführt, dass die
diese zweite Seite tangierende Ebene am Punkt des Anlegens der Klemmkraft
im Wesentlichen normal auf die Richtung des Anlegens dieser Klemmkraft
ist.
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Das
Mittel zum Anlegen einer gegebenen Kraft kann eine Druckschraube
sein, die durch ein Ende des Befestigungsclips hindurch angebracht
ist. Diese Druckschraube kann auch einen Durchmesser von 5 mm haben
und mit einem Anziehmoment über 2
N.m angebracht werden.
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Die
erfindungsgemäße Befestigungsvorrichtung
ist insbesondere dazu bestimmt, Module auf Rädern aus Stahlblech für Lastkraftwagen
zu befestigen.
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Zwei
Einsatzbeispiele der Erfindung, die als nicht einschränkende Beispiele
angeführt
sind, sind nun unter Bezugnahme auf die folgenden beiliegenden Figuren
beschrieben:
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1 ist
eine Vorderansicht der erfindungsgemäßen Befestigungsvorrichtung
und des Moduls, die auf einem Felgenhaken montiert sind; und
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2 ist
eine Schnittansicht nach A-A, wie in 1 angegeben;
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3 ist
eine Vorderansicht in Richtung B, wie in 1 angegeben;
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4 ist
eine Schnittansicht des Befestigungsclips; und
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5 ist
eine Schnittansicht ähnlich 1 von
einem zweiten Beispiel einer erfindungsgemäßen Vorrichtung.
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Die 1 und 2 zeigen
ein Modul 1, das unter einem Sitz 21 einer Radfelge 2 durch
die erfindungsgemäße Befestigungsvorrichtung 4 befestigt ist. 2 ist
eine Schnittansicht nach A-A aus 1.
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In
der Beschreibung wird als Referenz für die Richtungen „axial" und „radial" die Drehachse des Rades
herangezogen.
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In 2 ist
ein Wulst eines Reifens 3, der auf einem Sitz 21 und
einem Haken 22 einer Radfelge 2 angebracht ist,
zu sehen. Das Modul 1 ist radial unter dem Sitz der Felge 21 durch
die Vorrichtung 4 befestigt. Diese Vorrichtung 4 umfasst
Verbindungsmittel, die aus einer Platte 5, auf der das
Modul 1 befestigt ist, und einem Verbindungsstück 6 bestehen.
Die Vorrichtung 4 umfasst auch Befestigungsmittel, umfassend
einen Befestigungsclip 7 und eine Druckschraube 8.
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Die
Platte 5 ist eine metallische Platte mit zwei Befestigungseisen 51 zur
Befestigung am Verbindungsstück 6 durch
zwei Schrauben 52 (1). Das
Verbindungsstück
(siehe 3) hat eine erste Seite 61, die an der
radial inneren Seite 23 des Felgenhakens 22 angeordnet
ist, und eine zweite, der ersten gegenüberliegende Seite 62.
Die Seite 61 hat eine Geometrie, die derart vorgesehen
ist, dass sie an der radial inneren Seite 23 des Felgenhakens 22 in
beiden Axialrichtungen und in Umfangsrichtung des Felgenhakens 22 angeordnet
werden kann. Die zweite Seite 62 hat zwei flache Seitenteile 63 zur
Verbindung mit der Platte 5 und einen ausgesparten Mittelteil 64.
Die Symmetrieebene H des Verbindungsstücks 6 entspricht der
Schnittebene der 2. Das Verbindungsstück ist vorzugsweise
aus einer Gussmetalllegierung hergestellt.
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Der
Befestigungsclip 7 (siehe 4) hat eine allgemeine
U-Form mit einem ersten Ende 71, das zugespitzt und dazu
bestimmt ist, sich an die radial äußere Seite 24 des
Felgenhakens 22 anzulegen, und einem zweiten Ende 72 mit
einem Gewinde 73, das dazu bestimmt ist, eine Druckschraube 8 aufzunehmen.
Es ist anzumerken, dass die Gewindeachse 73 den zweiten
Schenkel des U schneidet. Das Ende 81 der Druckschraube
legt sich an den Mittelteil 64 der zweiten Seite 62 des
Verbindungsstücks 6 an. Bei
der Befestigung des Moduls 1 wird die Druckschraube 8 mit
einem gegebenen Anziehmoment angelegt, das vorzugsweise größer als
2 N.m für
eine Druckschraube mit einem Durchmesser von 5 mm ist, was zu einer
Klemmkraft über
2500 N führt.
Diese sehr große
Kraft ist erforderlich, damit das Modul 1 bei den Beanspruchungen
während
des Betriebs des Reifens und des Rades an Ort und Stelle bleibt.
Der Befestigungsclip ist vorzugsweise aus einem elastischen Stahl gebildet.
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2 stellt
auch die bevorzugten Auflagezonen zwischen den Teilen der Vorrichtung 4 dar.
Die Verformung des Befestigungsclips 7 auf Grund des Anziehens
der Druckschraube 8 führt
zum Auftreten von Klemmkräften
in mindestens zwei bevorzugten Kontaktzonen. Die erste Kontaktzone
ist bei C, eine Kontaktzone zwischen dem Ende 81 der Druckschraube 8 und
der Seite 64. Bei C, damit eine gute Übertragung der Klemmkraft vorhanden
ist, wobei die die Seite 64 tangierende Ebene P im Wesentlichen
normal auf die Achse I des Gewindes 73 ist. Die Richtung
des Anlegens der Klemmkraft bei C fällt somit im Wesentlichen mit
der Achse I zusammen. Die zweite Kontaktzone ist bei D, eine Kontaktzone
zwischen dem ersten Ende 71 des Befestigungsclips und der
radial äußeren Seite 24 des
Felgenhakens 22. Da die Achse des Gewindes 73 den
zweiten Schenkel des U des Befestigungsclips schneidet, ist die
Anlegezone D axial innen zu dieser Achse des Gewindes versetzt,
und auf diese Weise umgibt der Befestigungsclip gut den Felgenhaken
und das Verbindungsstück,
was eine sehr robuste Befestigung gewährleistet, da, damit der Clip
seine Position verlässt,
sein Abstand und somit seine Klemmkraft vergrößert werden müssen. 2 zeigt
auch, dass die Auflagezonen zwischen dem Verbindungsstück 6 und
der radial inneren Seite 23 des Felgenhakens 22 vorzugsweise
in mindestens zwei Zonen E und F verteilt sind, die beiderseits
des Hohlraums 25 des Felgenhakens 22 angeordnet
sind. In dem dargestellten Beispiel erstreckt sich die Zone F axial
weit auf die Innenseite des Felgenhohlraums 25. Dies garantiert eine
gute Befestigung des Verbindungsstücks 6 am Haken 22 und
das Fehlen jeglicher Bewegung des Verbindungsstücks 6 und folglich
des Moduls 1, die dazu neigen würde, es dem Felgensitz 21 während des
Betriebs anzunähern
und von diesem zu entfernen. Die Platte 5 hat eine Dicke
von 2 mm, die ausreichend ist, um jede bedeutende Amplitude für die Vibrationen
der Platte 5 während
des Betriebs zu unterbinden.
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Das
Modul 1 umfasst üblicherweise
eine Gesamtheit von Bauteilen, wie beispielsweise Druck-, Temperaturfühler, Verarbeitungsmittel
der Messungen der Fühler,
Mittel, um diese Messungen an einen Empfänger zu übertragen, wie beispielsweise
einen Funksender, der sich beispielsweise in dem Fahrzeug befindet,
und Mittel zur Energieversorgung, wie beispielsweise eine Batterie
oder einen Akku. Die Gesamtheit dieser Bauteile ist in einem Gehäuse von geringer
Größe und verringerter
Masse von ungefähr 80
g zusammengefasst. Das Modul 1 umfasst auch einen Ausgang
(nicht dargestellt), um den Druckfühler pneumatisch mit dem Innenhohlraum
des Reifens über
einen Druckluftanschluss sowie mit einem Aufblasventil (nicht dargestellt)
zu verbinden.
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5 stellt
eine zweite Ausführungsart
einer erfindungsgemäßen Befestigungsvorrichtung 40 dar, die
an die Befestigung eines Moduls 1 an einem Haken der Felge 2 eines
Rades 10 aus Standardstahlblech eines Lastkraftwagens angepasst
ist. Dieses Rad 10 besteht aus einer Felge 2 und
einer Scheibe 9. Die Scheibe 9 und die Felge 2 sind
durch Schweißen
in einer Übergangszone
verbunden, die zwischen der Montagerille der Felge und einem Buckel oder „hump" 26 angeordnet
ist, der sich am axial inneren Ende des Sitzes 21 befindet.
Die Vorrichtung 40 umfasst Verbindungsmittel, die, wie
vorher, aus einer Platte 5',
auf der das Modul 1 befestigt ist, und einem Verbindungsstück 6' bestehen. Die
Vorrichtung 40 umfasst auch Befestigungsmittel identisch
mit jenen der Vorrichtung 4, umfassend einen Befestigungsclip 7 und
eine Druckschraube 8.
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Diese
Vorrichtung unterscheidet sich von der vorhergehenden dadurch, dass
die Platte 5' im
Wesentlichen L-Form
hat. Folglich sind die beiden Befestigungseisen 51 der
Platte 5' am
axial äußeren Teil des
Verbindungsstücks 6' an Stelle des
radial inneren Teils, wie bei der Platte 5, montiert. Dies
ermöglicht
es, das Modul 1 direkt unter dem Haken 22 der Felge 2 anzubringen.
Das Modul muss gegenüber
einer Öffnung 91 der
Scheibe 9 angeordnet sein, um seine Anbringung zu ermöglichen.