DE10148876B4

DE10148876B4 - Vorrichtung zum Messen eines Reifendrucks

Info

Publication number: DE10148876B4
Application number: DE10148876A
Authority: DE
Inventors: Martin Dr. Fischer; Franz Hillenmayer; Dominique Luce
Original assignee: Siemens Corp
Current assignee: Continental Automotive GmbH
Priority date: 2001-10-04
Filing date: 2001-10-04
Publication date: 2005-11-03
Anticipated expiration: 2021-10-05
Also published as: US7059178B2; US20030066343A1; JP4051256B2; DE10148876A1; JP2003159921A; FR2830487A1

Abstract

Vorrichtung zum Messen eines Reifendrucks eines auf einer Felge (10) angeordneten Reifens mit
– einem in einer Bohrung (12) der Felge (10) angeordneten Reifenventil (14) und
– einer innerhalb des Reifens angeordneten und an dem Reifenventil (14) befestigten Reifendrucksensoreinheit (16), wobei die Befestigung der Reifendrucksensoreinheit (16) in verschiedenen Winkelstellungen bezüglich des Reifenventils (14) erfolgen kann
dadurch gekennzeichnet,
– dass ein elektrisches Verbindungsmittel (18) zwischen der Reifendrucksensoreinheit (16) und dem Reifenventil (14) vorgesehen ist,
– dass das Reifenventil (14) als Antenne zur Kommunikation mit einer außerhalb des Reifens angeordneten Empfangs- und/oder Sendevorrichtung vorgesehen ist und
– dass zwischen der Reifendrucksensoreinheit (16) und dem Reifenventil (14) eine Schraubverbindung (20, 30) besteht, wobei das elektrische Verbindungsmittel (18) durch die Schraubverbindung (20, 30) an das Reifenventil (14) gepresst wird.

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Messen eines Reifendrucks eines auf einer Felge angeordneten Reifens mit einem in einer Bohrung der Felge angeordneten Reifenventil und einer innerhalb des Reifens angeordneten und an dem Reifenventil befestigten Reifendrucksensoreinheit, wobei die Befestigung der Reifendrucksensoreinheit in verschiedenen Winkelstellungen bezüglich des Reifenventils erfolgen kann.
Vorrichtungen dieser gattungsgemäßen Art werden eingesetzt, um die Reifendrücke in den Luftreifen von Kraftfahrzeugen zu überwachen. Dies kann so erfolgen, dass ein automatisches Überwachungssystem eingesetzt wird, welches beim Unter- oder Überschreiten von kritischen Werten Warnmeldungen ausgibt. Ebenfalls wird eine gattungsgemäße Vorrichtung eingesetzt, um die Reifendrücke kontinuierlich im Innenraum des Fahrzeugs anzuzeigen.
Die Messwerte der Reifendrucksensoreinheit werden drahtlos zu einem Empfänger übertragen, der dann die auszuwertenden beziehungsweise anzuzeigenden Signale zur Verfügung stellt. Um eine solche drahtlose Übertragung zu ermöglichen, ist es erforderlich, im Bereich der Reifendrucksensoreinheit eine Sendeantenne, die mitunter auch als Empfangsantenne, beispielsweise zum Empfang von Triggersignalen dienen kann, vorzusehen. Eine solche Antenne ist im Allgemeinen als Teil der Reifendrucksensoreinheit fest mit einer elektronischen Leiterplatte der Reifendrucksensoreinheit verbunden. Dies ist in mancher Hinsicht vorteilhaft, insbesondere was die sichere elektrische Verbindung der Antenne mit der Leiterplatte betrifft. Dies trifft vor allem zu, wenn die Reifendrucksensoreinheit, wie bei der gattungsgemäßen Vorrichtung, winkelverstellbar ist. In diesem Fall wird die elektrische Verbindung der Antenne zur Reifendrucksensoreinheit von der jeweiligen Winkelstellung nicht beeinflusst.
In anderer Hinsicht sind allerdings Nachteile zu verzeichnen, da eine Leiterplattenantenne als zusätzliches Bauteil der Reifendrucksensoreinheit Bauraum beansprucht und die Komplexität der Einheit erhöht.
Die DE 196 24 800 A1 , aus der die Merkmale des Oberbegriffs bekannt sind, betrifft eine Vorrichtung zum Messen eines Reifendrucks in einem Luftreifen eines Fahrzeugs. Innerhalb des Reifens ist eine Reifendrucksensoreinheit vorgesehen, die mit einem Sender ausgestattet ist. Dieser Sender ist in der Lage, den Reifendruck repräsentierende Signale an einen außerhalb des Reifens angeordneten Empfänger zu senden.
Die DE 693 26 356 T2 betrifft ein Reifendrucküberwachungssystem. Unter anderem ist offenbart, dass das Reifenventil als Antenne dienen kann. In der 693 26 356 T2 ist allerdings nicht offenbart, wie die elektrische Verbindung der Antenne mit sonstigen Komponenten sichergestellt wird und wie dies insbesondere im Hinblick auf sonstige mechanische Anforderungen der Anordnung von Ventil und Felge realisiert werden könnte.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Nachteile des Standes der Technik zu beseitigen und insbesondere eine Vorrichtung mit einer Reifendrucksensoreinheit im Hinblick auf ihre Antennenfunktion sowohl zu verbessern als auch zu vereinfachen.

Diese Aufgabe wird mit den Merkmalen des unabhängigen Anspruches gelöst.

Vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.

Die Erfindung baut auf der gattungsgemäßen Vorrichtung dadurch auf, dass ein elektrisches Verbindungsmittel zwischen der Reifendrucksensoreinheit und dem Reifenventil vorgesehen ist, dass das Reifenventil als Antenne zur Kommunikation mit einer außerhalb des Reifens angeordneten Empfangs- und/oder Sendevorrichtung vorgesehen ist und dass zwischen der Reifendrucksensoreinheit und dem Reifenventil eine Schraubverbindung besteht, wobei das elektrische Verbindungsmittel durch die Schraubverbindung gepresst wird. Auf diese Weise ist es nicht mehr erforderlich, eine gesonderte Leiterplattenantenne innerhalb der Reifendrucksensoreinheit vorzusehen. Vielmehr kann eine elektrische Verbindung zwischen der Reifendrucksensoreinheit und dem Reifenventil ermöglichen, dass das Reifenventil als Antenne wirkt. Die elektrische Verbindung kann trotz Winkelverstellbarkeit der Reifendrucksensoreinheit so ausgelegt sein, dass stets ein sicherer elektrischer Kontakt und somit eine sichere Funktion der erfindungsgemäßen Vorrichtung gewährleistet sind.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung ist in besonders vorteilhafter Weise dadurch weitergebildet, dass die elektrische Verbindung als metallische Platte ausgelegt ist. Durch das Pressen der metallischen Platte, die die elektrische Verbindung zwischen Reifendrucksensoreinheit und Reifenventil zur Verfügung stellt, wird sichergestellt, dass die elektrische Verbindung aufgrund der für die mechanische Arretierung der Drucksensoreinheit erforderlichen Kraft in zuverlässiger Weise zur Verfügung gestellt wird.

Es ist vorteilhaft, dass die metallische Platte eine Kontaktfahne aufweist, über die eine elektrische Verbindung mit einer Leiterplatte der Reifendrucksensoreinheit besteht. Die Kontaktfahne kann vorzugsweise an der Leiterplatte angelötet werden, so dass an dieser Stelle eine unproblematische elektrische Verbindung vorliegt. Die elektrische Verbindung der Leiterplatte zu dem Reifenventil wird dann in erfindungsgemä ßer Weise durch die Kraft der Schraubverbindung im arretiertem Zustand der Drucksensoreinheit zur Verfügung gestellt.

Es kann vorteilhaft sein, dass die metallische Platte zur Verbesserung der elektrischen Verbindung zu dem Reifenventil scharfkantig ist. Eine solche Scharfkantigkeit kann beispielsweise in der Art von Stanzgraten ausgeführt sein. Da die herkömmlichen Reifenventile im Allgemeinen aus Aluminiumlegierungen bestehen, ist die Scharfkantigkeit vorteilhaft, da die scharfen Kanten die Aluminiumoxidschicht durchdringen und somit die Antennenfunktion des Ventils aufgrund einer sicheren elektrischen Verbindung ermöglichen.

Es kann ebenfalls nützlich sein, dass die elektrische Verbindung als Draht ausgelegt ist. Ein solcher Draht wird in vorteilhafter Weise im Gehäuse der Reifendrucksensoreinheit in einer halbseitigen Nut vor der Montage der Reifendrucksensoreinheit am Ventil fixiert.

In einer vorteilhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist vorgesehen, dass die verschiedenen Winkelstellungen der Reifendrucksensoreinheit bezüglich des Reifenventils über ein zylindrisches Gelenk realisiert werden können. Ein solches zylindrisches Gelenk ermöglicht in vielen Fällen eine ausreichende Einstellmöglichkeit der Reifendrucksensoreinheit bezüglich des Ventils beziehungsweise der Felge, so dass letztlich eine günstige Lage der Reifendrucksensoreinheit bezüglich der Seitenwangen des Felgenbettes erreicht werden kann.

Es kann aber auch nützlich sein, dass die verschiedenen Winkelstellungen der Reifendrucksensoreinheit bezüglich des Reifenventils über ein Kugelgelenk realisiert werden können. Ein solches Kugelgelenk bietet mehr Freiheitsgrade im Hinblick auf die Einstellmöglichkeiten, so dass die Vorrichtung bei unterschiedlichsten Felgen in optimaler Weise eingesetzt werden kann.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung ist in vorteilhafter Weise dadurch weitergebildet, dass die Befestigung der Reifendrucksensoreinheit an dem Reifenventil mit einer Schraube erfolgt, die eine axiale Durchgangsbohrung aufweist und dass die Durchgangsbohrung der Entlüftung des Reifens dient. Das Reifenventil wirkt damit in Doppelfunktion als Mutter für die Schraube. Die Schraube hat ebenfalls eine Doppelfunktion, da sie einerseits die Reifendrucksensoreinheit an dem Reifenventil befestigt und andererseits eine Entlüftungsöffnung zur Verfügung stellt.

Es kann aber auch nützlich sein, dass zur Entlüftung des Reifens im Reifenventil eine bezüglich der Achse des Reifenven tils schräg verlaufende Bypassbohrung vorgesehen ist. In diesem Fall kann eine herkömmliche Schraube ohne axiale Durchgangsbohrung verwendet werden, da die Entlüftungsfunktion durch die schräge Bypassbohrung zur Verfügung gestellt wird.

Der Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, dass ein Reifenventil bei geeigneter elektrischer Verbindung zur Reifendrucksensoreinheit als Antenne für eine Vorrichtung zum Messen eines Reifendrucks eingesetzt werden kann. Dabei sind unterschiedliche Ausführungsformen möglich, die einerseits besonders sichere elektrische Verbindungen zwischen Reifendrucksensoreinheit und Reifenventil ermöglichen und die andererseits bei unterschiedlichen gelenkigen Anordnungen, beispielsweise bei Zylindergelenken und bei Kugelgelenken, eingesetzt werden können.

Die Erfindung wird nun mit Bezug auf die beigefügten Zeichnungen anhand bevorzugter Ausführungsformen beispielhaft erläutert.

Es zeigen:

1 eine Schnittansicht einer in einem Reifen angeordneten erfindungsgemäßen Vorrichtung;

2 eine perspektivische Explosionsdarstellung der erfindungsgemäßen Vorrichtung gemäß 1; und

3 eine perspektivische Explosionsdarstellung einer weiteren Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Vorrichtung.

1 zeigt eine Schnittansicht einer in einem Reifen angeordneten erfindungsgemäßen Vorrichtung. Eine Felge 10 weist eine Bohrung 12 zur Aufnahme eines Reifenventils 14 auf. In diese Bohrung 12 ist ein Reifenventil 14 eingesetzt und mittels einer Dichtung 40 abgedichtet. Zur Entlüftung weist das Ventil 14 eine Bypassbohrung 34 auf. Im Inneren des von der Felge 10 und des (nicht dargestellten) Reifens gebildeten Raum ist eine Reifendrucksensoreinheit 16 angeordnet. Diese ist über ein zylindrisches Gelenk 26 mit dem Reifenventil 14 verbunden. Die Winkelstellung der Reifendrucksensoreinheit 16 bezüglich des Reifenventils 14 beziehungsweise bezüglich der Felge 10 wird mittels einer Schraube 20 festgelegt.
Durch die Schraube 20 wird weiterhin eine dünne metallische Platte 18 an das Reifenventil 14 angepresst. Diese metallische Platte 18 stellt eine elektrische Verbindung zwischen einer in 1 nicht dargestellten Leiterplatte 24 (siehe 2) und dem Reifenventil 14 zur Verfügung. Auf diese Weise kann das Reifenventil 14 als Antenne fungieren. Die Anpressung der metallischen Platte 18 an das Reifenventil 14 durch die Schraube 20 wird durch eine Anpressscheibe 36 unterstützt.
Eine alternative Position der metallischen Platte zur der in 1 dargestellten Möglichkeit ist eine Anordnung zwischen der Reifendrucksensoreinheit 16 und der Anpressscheibe 36.
2 zeigt eine perspektivische Explosionsdarstellung der erfindungsgemäßen Vorrichtung gemäß 1. Zu erkennen sind ein Reifenventil 14, eine als elektrische Verbindung wirkende metallische Platte 18 mit einer Kontaktfahne 22, die einen Kontakt zu einer Leiterplatte 24 herstellt, eine Reifendrucksensoreinheit 16, welche die Leiterplatte 24 im zusammengebauten Zustand aufnimmt, eine Anpressscheibe 36 und eine Schraube 20. Die Schraube 20 durchdringt die Reifendrucksensoreinheit 16 und die metallische Platte 18 durch längliche Öffnungen, was die Winkelverstellung der Reifendrucksensoreinheit 16 bezüglich der Schraube 14 ermöglicht.
Beispielsweise ist es denkbar, die Stanzkanten der länglichen Öffnung in der metallischen Platte 18 in Richtung des Reifenventils 14 auszubilden, so dass durch Stanzkanten die elektrische Verbindung, beispielsweise aufgrund des Durchdringens einer Aluminiumoxidschicht, verbessert wird.
3 zeigt eine perspektivische Explosionsdarstellung einer weiteren Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Vorrichtung. Im vorliegenden Fall ist das Gelenk zwischen dem Reifenventil 14 und der Reifendrucksensoreinheit 16 ein Kugelgelenk. Dementsprechend ist das elektrische Verbindungsmittel 18 mit der Kontaktfahne 22 in der Weise ausgebildet, dass sie sich den unterschiedlichen Winkelstellungen des Kugelgelenks anpassen kann und somit stets eine sichere Verbindung zur Verfügung gestellt wird. Ebenfalls sind eine Leiterplatte 24 und eine die Vorrichtung mit Energie versorgende Batterie 38 zu erkennen. Die Leiterplatte 24 und/oder die Batterie 38 werden im zusammengebauten Zustand von der Reifendrucksensoreinheit 16 aufgenommen.
Die Reifendrucksensoreinheit 16 wird durch eine Schraube 30 mit im radialen Querschnitt rechteckigem beziehungsweise quadratischem Schraubenkopf an dem Reifenventil 14 fixiert, wodurch gleichzeitig eine Anpressung des elektrischen Verbindungsmittels 18 zur Sicherstellung des elektrischen Kontaktes erfolgt. Durch die rechteckige Form des Schraubenkopfs der Schraube 30 wird verhindert, dass sich die Schraube 30 in ihrem in die Reifendrucksensoreinheit 16 eingesetzten Zustand dreht, so dass eine geeignete Fixierung durch Anschrauben des Ventils 14 mit einem bestimmten Drehmoment erfolgen kann.
Im vorliegenden Fall weist die Schraube 30 eine Durchgangsbohrung 32 auf, durch die der Reifen belüftet werden kann. Weiterhin ist im Gegensatz zu der Ausführungsform gemäß den 1 und 2 keine Anpressscheibe 36 (siehe 1 und 2) vorgesehen.
Das elektrische Verbindungsmittel 18 kann bei der Ausführungsform gemäß 3 zwischen der Reifendrucksensoreinheit 16 und der Schraube 14 oder zwischen der Schraube 30 und der Reifendrucksensoreinheit 16 angeordnet sein.
Bei der in 3 dargestellten Schraube 30 ist die Unterseite des Schraubenkopfes, welche eine in axialer Richtung wirkende Kraft auf das Gehäuse 16 ausübt, eben dargestellt. Ebenfalls ist denkbar und mitunter vorteilhaft, diese Fläche als Kugelinnenfläche, das heißt konkav, auszubilden und die mit dieser Fläche zusammenwirkende Fläche des Gehäuses 16 entsprechend konvex zu gestalten. Dabei ist weiterhin möglich, dass die Krümmungen der konkaven Fläche und der konvexen Fläche übereinstimmen. Ebenfalls kann es vorteilhaft sein, die Krümmung der Schraubenkopffläche, das heißt der konkaven Fläche, größer zu wählen als die Krümmung der konvexen Gehäusefläche. In diesem Fall kommt es zu einer zusätzlichen Selbsthemmung.
Die in der vorstehenden Beschreibung, in den Zeichnungen sowie in den Ansprüchen offenbarten Merkmale der Erfindung können sowohl einzeln als auch in beliebiger Kombination für die Verwirklichung der Erfindung wesentlich sein.

Claims

Vorrichtung zum Messen eines Reifendrucks eines auf einer Felge (10) angeordneten Reifens mit – einem in einer Bohrung (12) der Felge (10) angeordneten Reifenventil (14) und – einer innerhalb des Reifens angeordneten und an dem Reifenventil (14) befestigten Reifendrucksensoreinheit (16), wobei die Befestigung der Reifendrucksensoreinheit (16) in verschiedenen Winkelstellungen bezüglich des Reifenventils (14) erfolgen kann dadurch gekennzeichnet, – dass ein elektrisches Verbindungsmittel (18) zwischen der Reifendrucksensoreinheit (16) und dem Reifenventil (14) vorgesehen ist, – dass das Reifenventil (14) als Antenne zur Kommunikation mit einer außerhalb des Reifens angeordneten Empfangs- und/oder Sendevorrichtung vorgesehen ist und – dass zwischen der Reifendrucksensoreinheit (16) und dem Reifenventil (14) eine Schraubverbindung (20, 30) besteht, wobei das elektrische Verbindungsmittel (18) durch die Schraubverbindung (20, 30) an das Reifenventil (14) gepresst wird.
Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das elektrische Verbindungsmittel als metallische Platte (18) ausgelegt ist.
Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die metallische Platte (18) eine Kontaktfahne (22) aufweist, über die eine elektrische Verbindung mit einer Leiterplatte (24) der Reifendrucksensoreinheit (16) besteht.
Vorrichtung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass die metallische Platte (18) zur Verbesserung der elektrischen Verbindung zu dem Reifenventil (14) scharfkantig ist.
Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das elektrische Verbindungsmittel als Draht ausgelegt ist.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die verschiedenen Winkelstellungen der Reifendrucksensoreinheit (16) bezüglich des Reifenventils (14) über ein zylindrisches Gelenk (26) realisiert werden können.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die verschiedenen Winkelstellungen der Reifendrucksensoreinheit (16) bezüglich des Reifenventils (14) über ein Kugelgelenk (28) realisiert werden können.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, – dass die Befestigung der Reifendrucksensoreinheit (16) an dem Reifenventil (14) mit einer Schraube (30) erfolgt, die eine axiale Durchgangsbohrung (32) aufweist und – dass die Durchgangsbohrung (32) der Entlüftung des Reifens dient.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,, dass zur Entlüftung des Reifens im Reifenventil (14) eine bezüglich der Achse des Reifenventils (14) schräg verlaufende Bypassbohrung (34) vorgesehen ist.