EP1509410A1 - Fahrzeugrad mit befestigungseinrichtung für sensoren - Google Patents

Fahrzeugrad mit befestigungseinrichtung für sensoren

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EP1509410A1
EP1509410A1 EP03720458A EP03720458A EP1509410A1 EP 1509410 A1 EP1509410 A1 EP 1509410A1 EP 03720458 A EP03720458 A EP 03720458A EP 03720458 A EP03720458 A EP 03720458A EP 1509410 A1 EP1509410 A1 EP 1509410A1
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EP
European Patent Office
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fastening device
sensor
vehicle wheel
rim
contour
Prior art date
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Withdrawn
Application number
EP03720458A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Otto Lehmann
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Mercedes Benz Group AG
Original Assignee
DaimlerChrysler AG
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Filing date
Publication date
Application filed by DaimlerChrysler AG filed Critical DaimlerChrysler AG
Publication of EP1509410A1 publication Critical patent/EP1509410A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60C—VEHICLE TYRES; TYRE INFLATION; TYRE CHANGING; CONNECTING VALVES TO INFLATABLE ELASTIC BODIES IN GENERAL; DEVICES OR ARRANGEMENTS RELATED TO TYRES
    • B60C23/00—Devices for measuring, signalling, controlling, or distributing tyre pressure or temperature, specially adapted for mounting on vehicles; Arrangement of tyre inflating devices on vehicles, e.g. of pumps or of tanks; Tyre cooling arrangements
    • B60C23/02—Signalling devices actuated by tyre pressure
    • B60C23/04—Signalling devices actuated by tyre pressure mounted on the wheel or tyre
    • B60C23/0408—Signalling devices actuated by tyre pressure mounted on the wheel or tyre transmitting the signals by non-mechanical means from the wheel or tyre to a vehicle body mounted receiver
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • B60C23/00—Devices for measuring, signalling, controlling, or distributing tyre pressure or temperature, specially adapted for mounting on vehicles; Arrangement of tyre inflating devices on vehicles, e.g. of pumps or of tanks; Tyre cooling arrangements
    • B60C23/02—Signalling devices actuated by tyre pressure
    • B60C23/04—Signalling devices actuated by tyre pressure mounted on the wheel or tyre
    • B60C23/0491—Constructional details of means for attaching the control device
    • B60C23/0498—Constructional details of means for attaching the control device for rim attachments

Definitions

  • the invention relates to a vehicle wheel with a rim, a tire and with a fastening device for a sensor which detects a measured variable, in particular the temperature and the inflation pressure in the interior of the tire.
  • a frosted vehicle wheel with a sensor arranged thereon for detecting the filling pressure is known.
  • a clamping element is used as a fastening device, which in a section of the rim in the drop center e.g. can be positively and positively fixed by recesses in the rim.
  • the object of the present invention is to provide an alternative to the vehicle wheel described at the outset, in which a fastening device can be connected to the rim in a safe and simple manner.
  • this object is achieved in that a connection area is provided between the interior and the surroundings, to which the fastening device (in particular formed separately from the sensor) is connected under sealing.
  • the fastening device is arranged in a space which is formed by the rim and tire. This room is referred to below as the interior. In contrast, all other areas are called surroundings.
  • a connection area between the interior and the surroundings is created. This connection is closed again with a seal by the fastening device.
  • the fastening device fulfills the production of a fixed connection between rim and sensor.
  • the fastening device for riveting to the rim is riveted or screwed.
  • a particularly secure connection is created when the fastening device enters the connection area. Since the connection between the connection area and the rim is sealed, neither dirt nor moisture can penetrate into the interior of the rim or the tire pressure can escape to the outside.
  • the fastening device is fixed in the connection area of the rim.
  • the sensor can be firmly connected with this fastening device. Since the fastening device and sensor are formed separately from one another, and the fastening device can be connected to the rim independently of the sensor, the vehicle wheel comprising the rim, tire and fastening device can be operated with and without a sensor.
  • the fastening device is arranged in the area of the low bed.
  • the drop center is an indentation in the middle part of the rim. The distance between the rim and the tire is greatest in the drop center. This is the best way to protect the sensor in the drop center from destruction during tire assembly.
  • the drop center of the rim is the area of the rim with the smallest radius. So this area is closest to the wheel hub. The lowest centrifugal forces occur here. The additional dynamic unbalance resulting from the additional masses of the sensor and fastening device is therefore the lowest in the drop center.
  • the drop center is located relatively centrally in the rim. This also minimizes the dynamic imbalance resulting from the additional components when the sensor and fastening device are installed in the drop-down area.
  • the fastening device is designed with a contour head.
  • the contour head is designed to be rotationally symmetrical and therefore a counter surface for Rotational movements of a sensor attached to it are particularly suitable. This allows the sensor to be optimally positioned in the rim.
  • Fig. 1 a rim and a fastener
  • Fig. 2 shows a rim with fastener and sensor.
  • the connection area 14 connects the interior 29 with the surroundings 30.
  • a fastening device 15 which has a threaded bolt 16 and a contour head 17.
  • the threaded bolt 16 can be positively inserted into the bore 14.
  • a positive locking is ensured with a nut 24.
  • the contour head 17 has a flat base surface 20, into which an annular groove 21 for a seal 22 is made.
  • the side of the contour head 17 facing away from the threaded bolt 16 is hemispherical.
  • a threaded hole 18 is made as a blind hole.
  • the threaded bore 18 is arranged so that it has a common axis with the threaded bolt 16.
  • FIG. 2 shows a rim 10 with fastening device 15 and sensor 26.
  • the threaded bolt 16 is from the interior 29 inserted into the bore 14.
  • a nut 24 is screwed onto the end of the threaded bolt 16.
  • the fastening device 15 is positively connected to the rim 10 under prestress.
  • the nut 24 is arranged on the outside of the vehicle wheel. When this connection is released, the fastening device 15 can be tightened from the outside by tightening the nut 24 without removing the tire. The connection can be released by loosening the nut 24.
  • a seal 22 is arranged in the annular groove 21 located on the contour head 17 of the fastening device 15. This ensures the exact positioning of the seal 22, which is important for the seal.
  • the flat surface 20 of the fastening device 15 is pressed against the flat surface 13 of the rim 10 to form a pretension of the seal 22 arranged in its groove 21.
  • the interior 29 of the vehicle wheel is thus sealed against the moisture and dirt penetrating through the bore 14 and against pressure loss.
  • the threaded bore 18 in the contour head 17 of the fastening device 15 serves as a receptacle for a fastening screw 25, which connects the sensor 26 to the fastening device 15.
  • the sensor 26 is thus positioned on the contour head 17 and attached to the vehicle wheel.
  • the sensor 26 has a counter contour 27 to the contour head 17.
  • this counter contour 27 there is a recess 28 for the fastening screw 25.
  • This recess 28 can be designed, for example, as a through hole or as a long groove.
  • the sensor 26 is placed with its counter contour 27 on the contour head 17.
  • the recess 28 in the sensor 26 is arranged such that the threaded bore 18 in the contour head 17 is accessible through it.
  • the sensor 26 With the fastening screw 25, the sensor 26 is positioned on the contour head 17 of the fastening device 15. It’s not only possible to set up different discrete positions for the sensor 26, but the sensor 26 is continuously rotatable about the axis of the fastening screw 25 on the contour head 17.
  • the shape of the recess 28 in the sensor 26 enables further positions of the sensor 26. If the recess 28 in the sensor 26 is designed as an oversize hole, the sensor 26 with its recess 28 can be displaced with respect to the fastening screw 25. This connection also allows the sensor 26 to be pivoted about an axis vertical to the plane of the drawing before the nut 24 is tightened. The sensor 26 can thus be optimally adapted to different rims 10 and their circumstances.
  • the sensor 26 is aligned in such a way that it is optimally adapted to the shape of the rim 10. In this position it is fastened by tightening the nut 24.
  • Two fastening mechanisms are possible.
  • the sensor 26 is fastened such that the fastening device 15 is firmly connected to the sensor 26 by the fastening screw 25.
  • the contour 19 of the contour head 17 serves as a load-bearing contact surface.
  • the sensor 26 is fastened in such a way that the fastening screw 25 presses the sensor 26 onto the rim 19.
  • the bearing contact surface is where the rim 10 and sensor 26 touch.
  • the contour head 17 serves only as an assembly aid and as a support for the fastening screw 25.
  • any rotationally symmetrical shape is conceivable, such as a truncated cone or cylinder.
  • the sensor 26 is preferably mounted offset from the valve 31 in the direction of the rim circumference by 180 °. This at least partially compensates for the imbalance caused by the sensor 26 and the fastening device 15.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Measuring Fluid Pressure (AREA)

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Fahrzeugrad mit Befestigungseinrichtung 15. Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Fahrzeugrad mit einer Felge 10, einem Reifen und mit einer Befestigungseinrichtung 15 für einen Temperatur- und Fülldrucksensor 26 zu schaffen, bei dem eine Befestigungseinrichtung sicher und einfach montierbar mit der Felge verbindbar ist. Erfindungsgemäss verfügt die Felge 10 des Fahrzeugrades über einen Verbindungsbereich 14 mit der Umgebung 30. Die Befestigungseinrichtung 15 ist unter Abdichtung des Verbindungsbereiches 14 mit der Felge 10 verbindbar. Felge 10 und Befestigungseinrichtung 15 bilden damit eine Einheit unabhängig von dem Sensor 26. Die Befestigungseinrichtung 15 weist einen Konturkopf 17 auf, in den der Sensor 26 infolge der Kontur 19 in variabler Winkellage einschraubbar ist. Anwendung in Kraftfahrzeugen mit Tiefbettfelgen.

Description

FAHRZEUGRAD MIT BEFESTIGUNGSEINRICHTUNG FÜR SENSOREN
Beschreibung
Die Erfindung betrifft Fahrzeugrad mit einer Felge, einem Reifen und mit einer Befestigungseinrichtung für einen Sensor, der eine Meßgröße, insbesondere die Temperatur und den Fülldruck im Innenraum des Reifens, erfasst.
Aus der Offenlegungsschrift DE 196 26 446 AI ist ein bereiftes Fahrzeugrad mit daran angeordnetem Sensor zur Erfassung des Fülldruckes bekannt. Als Befestigungseinrichtung dient ein Klemmelement, welches in einem Abschnitt der Felge im Tiefbett z.B. durch Ausnehmungen in der Felge kraft- und formschlüssig fixierbar ist.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Alternative zum eingangs beschriebenen Fahrzeugrad zu schaffen, bei der eine Befestigungseinrichtung sicher und einfach montierbar mit der Felge verbindbar ist.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, dass ein Verbindungsbereich zwischen Innenraum und Umgebung vorgesehen ist, mit dem die (insbesondere separat vom Sensor ausgebildete) Befestigungseinrichtung unter Abdichtung verbunden ist. Die Befestigungseinrichtung ist in einem Raum angeordnet, der von Felge und Reifen gebildet wird. Dieser Raum wird im folgenden als Innenraum bezeichnet. Demgegenüber werden alle sonstigen Bereiche als Umgebung bezeichnet. Erfindungsgemäß wird ein Verbindungsbereich zwischen Innenraum und Umgebung geschaffen. Diese Verbindung wird durch die Befestigungseinrichtung wieder unter Abdichtung geschlossen. Die Befestigungseinrichtung erfüllt, als weitere Funktion gegenüber der genannten Abdichtung, die Herstellung einer festen Verbindung zwischen Felge und Sensor. Beispielsweise ist die Befestigungseinrichtung zur Herstellung einer Verbindung mit der Felge vernietet oder verschraubt. Durch das Eintreten der Befestigungseinrichtung in den Verbindungs- bereich ist eine besonders sichere Verbindung geschaffen. Da die Verbindung zwischen Verbindungsbereich und Felge abgedichtet ist, kann weder Schmutz noch Feuchtigkeit in den Innenraum der Felge eindringen oder der Reifendruck nach außen entweichen. Die Befestigungseinrichtung ist im Verbindungsbereich der Felge ortsfest festgesetzt. Mit dieser Befestigungseinrichtung ist der Sensor fest verbindbar. Da Befestigungseinrichtung und Sensor separat voneinander ausgebildet sind, und die Befestigungseinrichtung unabhängig vom Sensor mit der Felge verbindbar ist, kann das Fahrzeugrad aus Felge, Reifen und Befestigungseinrichtung mit und ohne Sensor betrieben werden.
In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist die Befestigungseinrichtung im Bereich des Tiefbettes angeordnet . Das Tiefbett ist eine Einbuchtung im mittleren Teil der Felge. Im Tiefbett ist der Abstand zwischen Felge und Reifen am Größten. Damit ist der Sensor im Tiefbett am besten vor Zerstörung bei der Reifenmontage geschützt. Das Tiefbett der Felge ist der Bereich der Felge mit dem geringsten Radius. Dieser Bereich ist also der Radnabe am nächsten. Damit treten hier die geringsten Zentrifugalkräfte auf. Die aus den zusätzliche Massen von Sensor und Befestigungseinrichtung resultierenden zusätzliche dynamische Unwucht ist damit im Tiefbett am geringsten. Zusätzlich befindet sich das Tiefbett relativ mittig in der Felge. Damit ist bei einer Anbringung von Sensor und Befestigungseinrichtung im Tiefbettbereich auch die aus den zusätzlichen Bauteilen resultierende dynamische Unwucht minimiert .
In Ausgestaltung der Erfindung ist die Befestigungseinrichtung mit einem Konturkopf ausgebildet. Der Konturkopf ist rotationssymmetrisch gestaltet und damit als Gegenfläche für Drehbewegungen eines an ihm befestigten Sensors besonders geeignet. Dadurch ist der Sensor in der Felge optimal positionierbar .
Weitere Merkmale und Merkmalskombinationen ergeben sich aus der Beschreibung sowie den Zeichnungen. Im Folgenden wird anhand der Zeichnungen eine Ausführungsform der Erfindung dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigen:
Fig. 1 eine Felge und ein Befestigungselement und
Fig. 2 eine Felge mit Befestigungselement und Sensor.
In Fig. 1 ist eine asymmetrische Felge 10 mit einem Tief- bett 11 dargestellt. Die Felge 10 weist im Übergang zum Tiefbett 11 eine Schräge 12 auf. Auf der Seite zum Innenraum 29 weist diese Schräge 12 eine plane Fläche 13 auf, durch die eine Bohrung als Verbindungsbereich 14 hindurchtritt. Der Verbindungsbereich 14 verbindet den Innenraum 29 mit der Umgebung 30.
Weiterhin ist eine Befestigungseinrichtung 15 dargestellt, die einen Gewindebolzen 16 und einen Konturkopf 17 aufweist. Der Gewindebolzen 16 ist formschlüssig in die Bohrung 14 einsetzbar. Mit einer Mutter 24 ist eine formschlüssige Sicherung gewährleistet. Der Konturkopf 17 weist eine plane Grundfläche 20 auf, in die eine ringförmige Nut 21 für eine Dichtung 22 eingebracht ist. Die vom Gewindebolzen 16 abgewandte Seite des Konturkopfes 17 ist halbkugelförmig ausgebildet. In diese Kontur 19 ist eine als Sackloch ausgeführte Gewindebohrung 18 eingebracht. Dabei ist die Gewindebohrung 18 so angeordnet, dass sie eine gemeinsame Achse mit dem Gewindebolzen 16 aufweist.
Fig. 2 zeigt eine Felge 10 mit Befestigungseinrichtung 15 und Sensor 26. Dazu ist der Gewindebolzen 16 vom Innenraum 29 her in die Bohrung 14 eingesetzt. Auf das Ende des Gewindebolzens 16 ist eine Mutter 24 aufgeschraubt. Durch das Anziehen der Mutter 24 wird die Befestigungseinrichtung 15 formschlüssig unter Vorspannung mit der Felge 10 verbunden. Die Mutter 24 ist außenliegend vom Fahrzeugrad angeordnet. Bei Nachlassen dieser Verbindung kann die Befestigungseinrichtung 15 ohne Reifendemontage durch Anziehen der Mutter 24 von außen nachgezogen werden. Die Verbindung kann durch Lösen der Mutter 24 gelöst werden.
In der am Konturkopf 17 der Befestigungseinrichtung 15 befindlichen ringförmigen Nut 21 ist eine Dichtung 22 angeordnet. Damit wird die für die Abdichtung wichtige exakte Positionierung der Dichtung 22 sichergestellt. Indem die Mutter 24 angezogen wird, wird die plane Fläche 20 der Befestigungseinrichtung 15 unter Ausbildung einer Vorspannung der in ihrer Nut 21 angeordneten Dichtung 22 gegen die plane Fläche 13 der Felge 10 gedrückt. Damit wird der Innenraum 29 des Fahrzeugrades gegen die durch die Bohrung 14 eindringende Nässe und den Schmutz sowie gegen Druckverlust abgedichtet.
Die Gewindebohrung 18 im Konturkopf 17 der Befestigungs- einrichtung 15 dient als Aufnahme für eine Befestigungsschraube 25, die den Sensor 26 mit der Befestigungseinrichtung 15 verbindet. Damit wird der Sensor 26 auf dem Konturkopf 17 positioniert und am Fahrzeugrad befestigt.
Der Sensor 26 weist eine Gegenkontur 27 zum Konturkopf 17 auf. In dieser Gegenkontur 27 befindet sich eine Ausnehmung 28 für die Befestigungsschraube 25. Diese Ausnehmung 28 kann beispielsweise als Durchgangsbohrung oder als Langnut ausgeführt sein. Der Sensor 26 wird mit seiner Gegenkontur 27 auf den Konturkopf 17 gesetzt. Die Ausnehmung 28 im Sensor 26 ist so angeordnet, dass durch diese die Gewindebohrung 18 im Konturkopf 17 zugänglich ist. Mit der Befestigungsschraube 25 wird der Sensor 26 auf dem Konturkopf 17 der Befestigungseinrichtung 15 positioniert. Damit ist es nicht nur möglich, verschiedene diskrete Positionen für den Sensor 26 einzurichten, sondern der Sensor 26 ist kontinuierlich um die Achse der Befestigungsschraube 25 auf dem Konturkopf 17 drehbar. Die Form der Ausnehmung 28 im Sensor 26 ermöglicht weitere Positionen des Sensors 26. Ist die Ausnehmung 28 im Sensor 26 als Bohrung mit Übermaß ausgeführt, so ist der Sensor 26 mit seiner Ausnehmung 28 gegenüber der Befestigungsschraube 25 verschiebbar. Diese Verbindung lässt vor Anziehen der Mutter 24 auch eine Verschwenkung des Sensors 26 um eine Achse vertikal zur Zeichenebene zu. Der Sensor 26 ist damit optimal an unterschiedliche Felgen 10 und ihre Gegebenheiten angepassbar.
Der Sensor 26 wird so ausgerichtet, dass er optimal an die Form der Felge 10 angepasst ist. In dieser Position wird er durch Anziehen der Mutter 24 befestigt. Dabei sind zwei Befestigungsmechanismen möglich. In der ersten Variante ist der Sensor 26 so befestigt, dass die Befestigungseinrichtung 15 durch die Befestigungsschraube 25 fest mit dem Sensor 26 verbunden ist. Dabei dient die Kontur 19 des Konturkopfs 17 als tragende Kontaktflache . In der zweiten Variante ist der Sensor 26 so befestigt, dass die Befestigungsschraube 25 den Sensor 26 an die Felge 19 presst. Dort wo sich Felge 10 und Sensor 26 berühren, ist die tragende Kontaktfläche. In diesem Fall dient der Konturkopf 17 lediglich als Montagehilfe und als Halt für die Befestigungsschraube 25.
Alternativ ist anstatt eines halbkugelförmigen Konturkopfes 17 jede drehsymmetrische Form denkbar, wie beispielsweise ein Kegelstumpf oder Zylinder.
Bevorzugt wird der Sensor 26 gegenüber dem Ventil 31 im Richtung des Felgenumfangs um 180° versetzt angebracht. Damit wird die durch den Sensor 26 und die Befestigungseinrichtung 15 entstehende Unwucht mindestens teilweise kompensiert.

Claims

Patentansprüche
1. Fahrzeugrad mit einer Felge, einem Reifen und mit einer Befestigungseinrichtung für einen Sensor, der mindestens eine Meßgröße im Innenraum des Reifens erfasst, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass ein Verbindungsbereich (14) zwischen Innenraum (29) und Umgebung (30) vorgesehen ist, mit dem die Befestigungs- einrichtung (15) unter Abdichtung verbunden ist.
2. Fahrzeugrad nach Anspruch 1 , d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass die Befestigungseinrichtung (15) im Bereich des Tiefbetts (11) angeordnet ist.
3. Fahrzeugrad nach einem der Ansprüche 1 und 2 , d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass die Befestigungseinrichtung (15) mit einem Konturkopf (16) ausgebildet ist.
4. Fahrzeugrad nach Anspruch 3 , d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass der Konturkopf (16) der Befestigungseinrichtung (15) eine Gewindebohrung (18) zur Befestigung des Sensors (26) aufweist .
5. Fahrzeugrad nach einem der Ansprüche 1 bis 4, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass in der Felge eine Bohrung (14) vorgesehen ist, in welche die Befestigungseinrichtung (15) eingebracht ist.
6. Fahrzeugrad nach einem der Ansprüche 1 bis 5, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass die Bohrung (14) im Bereich einer planen Fläche (13) an einer Schräge (12) zum Tiefbett (11) angeordnet ist.
7. Fahrzeugrad nach einem der Ansprüche 1 bis 6, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass die Befestigungseinrichtung (15) gegenüber dem Ventil (31) um 180° versetzt angeordnet ist.
8. Fahrzeugrad nach einem der Ansprüche 4 bis 7, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass der Sensor (26) in mehreren relativen Lagen gegenüber der Befestigungseinrichtung (15) mit dieser verbindbar ist.
9. Fahrzeugrad nach einem der Ansprüche 4 bis 8, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass der Sensor (26) eine Gegenkontur (27) zur Kontur (19) des Konturkopfs (17) der Befestigungseinrichtung (15) aufweist und der Sensor (26) gegenüber dem Konturkopf (17) entlang der Kontur (19) schwenkbar ist.
10. Fahrzeugrad nach einem der Ansprüche 1 bis 9, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass die Befestigungseinrichtung (15) in ihrer planen Fläche (20) über eine Dichtung (22) verfügt, welche unter einer Vorspannung zwischen Felge (10) und Befestigungseinrichtung (15) zur Anlage kommt.
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DE10224444 2002-06-01
PCT/EP2003/003815 WO2003101766A1 (de) 2002-06-01 2003-04-12 Fahrzeugrad mit befestigungseinrichtung für sensoren

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