DE3815114A1 - Vorrichtung zur uebertragung und auswertung von messsignalen fuer den reifendurck von kraftfahrzeugen - Google Patents

Description

Die Erfindung richtet sich auf eine Vorrichtung zur Übertragung und Auswertung von Meßsignalen für den Reifendruck von auf Felgen aufgezogenen schlauchlosen Reifen bei Einzel- und Zwillingsrädern von Kraftfahr­ zeugen umfassend einen in der Felgenwand angeordneten Drucksensor, der elektrisch mit einer an der Felge an­ geordneten Signalgeberspule verbunden ist sowie eine im Bereich der Achse ortsfest mit dem Kraftfahrzeug verbundene HF-Schwingkreis-Signalauswerteanordnung mit einer Signalaufnahmespule.

Eine derartige Vorrichtung ist z.B. aus der DE-OS 35 41 529 bekannt. Bei der vorbekannten Vorrichtung wird zwar bereits das Problem gelöst, eine Signalüber­ tragung unabhängig von einer Vertauschung von Einzel­ rädern bewerkstelligen zu können. Jedoch ist bei der vorbekannten Vorrichtung eine Signalübertragung bei Stillstand des Fahrzeugs nicht möglich. Gerade dies ist aber im praktischen Betrieb auch von einer nicht unwesentlichen Bedeutung, weil der Fahrzeugführer schon vor Fahrtbeginn ein Warnsignal erhalten soll, wenn der Reifendruck nach einer Fahrtpause nicht mehr die erforderliche Höhe aufweist.

Hiervon ausgehend liegt der Erfindung die Aufgabe zu­ grunde, eine Vorrichtung der eingangs genannten Art so auszugestalten, daß eine konstruktiv einfache, zuver­ lässige Drucksignalübertragung sowohl bei Einzel- als auch bei Zwillingsreifen auch im Ruhezustand erreich­ bar ist.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß im Bereich der Signalgeberspule an der die Felge tra­ genden, mit dieser drehfest verbundenen Nabe eine erste Übertragerspule angeordnet ist, welche elek­ trisch mit einer zweiten Übertragerspule verbunden ist, wobei letztere als Ringspule ausgebildet ist, deren Spulenachse in der Nabenachse liegt, und wobei die Signalaufnahmespule der feststehenden HF-Schwing­ kreis-Signalauswerteanordnung im Magnetfeldbereich der zweiten Übertragerspule angeordnet ist.

Aufgrund der Anordnung und Ausgestaltung der zweiten Übertragerspule ist sichergestellt, daß eine Meßsig­ nalübertragung von dem Sensor zur Auswerteanordnung nicht nur in bestimmten Winkelpositionen und dem­ entsprechend nur beim Drehen des Rades erfolgt, son­ dern daß eine kontinuierliche Meßsignalübertragung ge­ währleistet ist, weil die Signalgeberspule und die erste Übertragerspule relativ zueinander nicht ver­ dreht werden und die zweite Übertragerspule unabhängig von ihrer Winkellage Signal auf die Auswerteanordnung übertragen kann. Es braucht dabei lediglich die Aus­ werteanordnung bzw der HF-Geber- und Empfangsteil der Auswerteanordnung magnetisch mit der Übertragerspule gekoppelt zu sein.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist vorgese­ hen, daß die Signalgeberspule und die erste Übertra­ gerspule im Bereich des Felgentopfbodens angeordnet sind. In diesem Bereich wird die Felge mit der Nabe in üblicher Weise durch Schrauben mechanisch verbunden, so daß in diesem Bereich auch die für eine sichere Übertragung von der Signalgeberspule auf die erste Übertragerspule wünschenswerte enge räumliche Nähe der beiden Spulen realisierbar ist.

Günstigerweise ist vorgesehen, daß an der Felge bzw. an der Nabe mechanische Rasteinrichtungen derart ange­ ordnet sind, daß die Felge relativ zur Nabe jeweils nur in einer definierten Winkellage montierbar ist. Hierdurch wird erreicht, daß bei der Montage der Felge auf der Nabe auch durch weniger sachkundiges oder auf­ merksames Personal gewährleistet ist, daß Signalgeber­ spule und erste Übertragerspule räumlich benachbart zueinander vorzugsweise einander gegenüberstehend an­ geordnet sind. Herkömmlicherweise sind an der Nabe bzw. Felge bereits ein Zapfen und ein Loch vorgesehen, um beim Aufstecken der Felge die Bohrungen der Felge mit den Gewindebohrungen der Nabe zum Einstecken der Schraube zur Deckung zu bringen. Zur Realisierung einer erfindungsgemäßen mechanischen Rasteinrichtung braucht demnach z.B. nur noch ein zweiter derartiger Zapfen mit einer korrespondierenden Bohrung vorgesehen zu werden, so daß dann die Felge nur noch in einer einzigen, vorgegebenen Winkellage aufsteckbar ist. Alternativ darf beim Vorsehen nur eines einzigen Zapfens an der Nabe bzw. an der Felge nur eine einzige hierfür passende Bohrung vorgesehen sein.

Um zu erreichen, daß die erfindungsgemäße Vorrichtung auch bei Zwillingsreifen eingesetzt werden kann, ist vorgesehen, daß die Signalgeberspulen des inneren und äußeren Rades mit der nabenseitig angebrachten ersten Übertragerspule fluchten und so ein magnetisch gekop­ peltes System bilden. Auf diese Weise ist eine Über­ tragung der Signale der Signalgeberspule des außen­ liegenden und innenliegenden Zwillingsrades auf die erste Übertragerspule und von dort auf die zweite Übertragerspule und damit auch auf die Auswerteanord­ nung möglich ist. Aufgrund der konstruktiven Ausge­ staltung der erfindungsgemäßen Vorrichtung sind dabei ein Einzelrad und ein Zwillingsrad gegeneinander aus­ tauschbar und überwachbar.

Günstigerweise ist weiterhin vorgesehen, daß die Aus­ werteeinrichtung eine Diskriminatoranordnung zur Unterscheidung von wenigstens drei unterschiedlichen Frequenzpegeln und zur Abgabe entsprechender Ausgangs­ signale aufweist. Diese drei unterschiedlichen Fre­ quenzpegel werden in Abhängigkeit davon eingestellt, ob nur einer der z.B. als Druckschalter ausgebildeten Drucksensoren oder beide Drucksensoren ansprechen bzw. ob keiner der Druckschalter eingeschaltet ist. Die un­ terschiedlichen Frequenzen bei Einschaltung von einem oder zwei Druckschaltern ergeben sich daraus, daß sich beim Ansprechen der Drucksensoren die Impedanz an der ersten Übertragerspule ändert, was zu einer Anderung der Resonanzfrequenz durch Verstimmung des Schwing­ kreises führt.

Weitere Merkmale, Vorteile und Einzelheiten der Erfin­ dung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung einer bevorzugten Ausführungsform anhand der Zeichnung. Dabei zeigen

Fig. 1 eine schematische Schnittdarstellung eines Ein­ zelrades eines Kraftfahrzeugs mit einer erfin­ dungsgemäßen Vorrichtung,

Fig. 2 ein schematisches Schaltbild der in Fig. 1 dar­ gestellten Anordnung,

Fig. 3 eine schematische Schnittdarstellung einer er­ findungsgemäßen Vorrichtung an einem Zwillings­ rad und

Fig. 4 eine Fig. 3 entsprechende schematische elektri­ sche Schaltungsanordnung.

In Fig. 1 ist ein Rad eines Kraftfahrzeuges, insbeson­ dere eines Lastkraftwagens dargestellt. Das Rad 1 um­ faßt einen schlauchlosen Reifen 2, der auf eine Felge 3 aufgezogen ist. In die Felgenwand 4 ist eine dort vorgesehene Ausnehmung 5 durchsetzend ein Druck­ sensor 6 eingesetzt, der im einfachsten Fall ein druckabhängiger Schalter ist, welcher öffnet, sobald der Luftdruck im Reifen 2 einen Grenzwert unterschrei­ tet. Dieser Drucksensor 6 ist elektrisch über eine Edelstahlleitung 7 mit einer Signalgeberspule 8 ver­ bunden.

Zur Erzielung einer Montage der Felge 3 in einer defi­ nierten Winkellage relativ zu der Nabe 12 ist an der Nabe 12 ein Zapfen 13 vorgesehen, welcher in nur eine einzige korrespondierende Bohrung 14 am Felgentopf­ boden 9 eingreift.

Hierdurch ist sichergestellt, daß die mit zur Nabe 12 hin gerichtetem U-förmigen Kern ausgebildete Signal­ geberspule 8 unmittelbar über einer an der Nabe 12 angeordneten ersten Übertragerspule 15 mit entspre­ chend zur Felge 3 hin gerichtetem U-Kern zu liegen kommt, welche so angeordnet ist, daß die Symmetrie­ achse 10 ihres Kernes parallel liegt zu der Längsachse 11 der Nabe 12. Die erste Übertragerspule 15 ist über eine Leitung 16 mit einer als Ringspule ausgebildeten zweiten Übertragerspule 17 verbunden. Die zweite Über­ tragerspule 17 weist eine Achse 18 auf, welche mit der Achse 11 der Nabe 12 zusammenfällt.

An einer in herkömmlicher Weise ausgebildeten, deshalb nur schematisch dargestellten Radaufhängung bzw. Achse 19, welche drehfest ist und die Nabe 12 drehbar la­ gert, ist die Auswerteanordnung 20 befestigt, d.h. zumindest eine HF-Empfänger-Spule der Auswerteanord­ nung 20. Diese ist im Umfangsbereich der die zweite Übertragerspule 17 bildenden Ringspule angeordnet und mit ihr magnetisch gekoppelt. Der Empfängerspule 20 nachgeschaltet oder in diese integriert ist eine Sig­ naldiskriminatoranordnung 21.

Aus Fig. 2 wird deutlich, daß in Abhängigkeit von dem Öffnen oder Schließen des als Druckschalter ausgebil­ deten Drucksensors 6 der Hochfrequenzschwingkreis ver­ stimmt wird, so daß je nach dem anliegenden Frequenz­ pegel von der Diskriminatoranordnung 21 ein Ausgangs­ signal "Reifendruck normal" bzw. "Reifendruck abgefal­ len" abgegeben werden kann.

In Fig. 3 sind zwei Fig. 1 entsprechende Räder 1 zu einem sogenannten Zwillingsreifen zusammengefaßt. Die Fig. 1 entsprechenden Bauteile sind in Fig. 3 mit den gleichen Bezugszeichen gekennzeichnet, wobei die mit a bezeichneten Teile jeweils zu dem außen laufenden und die mit b gekennzeichneten Teile jeweils zu dem innen laufenden Zwillingsreifen gehören.

Aus der Darstellung in Fig. 3 ist erkennbar, daß dann, wenn die Felgentopfböden 9 a bzw. 9 b der Reifen 1 a bzw. 1 b aneinander anliegen, die ersten Übertrager­ spulen 15 a, 15 b unmittelbar nebeneinander liegen und mit einer dementsprechend doppelt so breiten an der Nabe 11 angeordneten Übertragerspule 17 magnetisch gekoppelt sind, so daß dann auch Signale des Druck­ sensors 6 a aus dem Rad 1 a über die Signalgeberspule 8 a durch die erste Übertragerspule 15 auf die zugehörige zweite Übertragerspule 17 und die Auswerteanordnung 20 übertragen werden.

Wie aus Fig. 4 ersichtlich ist, ergeben sich radseitig unterschiedliche Impedanzen je nachdem, ob der Druck­ schalter des Sensors 6 a geschlossen, der Druckschalter des Sensors 6 b geschlossen oder beide geöffnet bzw. geschlossen sind. Hieraus ergeben sich verschiedene Frequenzpegel bzw. Resonanzfrequenzen, so daß je nach der Verstimmung des Schwingkreises der Auswerteanord­ nung 20 der Frequenzdiskriminator 21 unterschiedliche Ausgangssignale ausgeben kann, welche die Alarmanzeige ermöglichen, wenn der Reifendruck in einem oder beiden Reifen den Sollwert unterschreitet.

Aus der vorstehenden Beschreibung, insbesondere aus Fig. 3, wird auch deutlich, daß die erfindungsgemäße Vorrichtung gegen jede Manipulation von außen ge­ schützt ist, weil sämtliche Vorrichtungsteile im Inneren der Felgentöpfe liegen.

Claims (6)

1. Vorrichtung zur Übertragung und Auswertung von Meß­ signalen für den Reifendruck von auf Felgen aufgezo­ genen schlauchlosen Reifen bei Einzel- und Zwillings­ rädern von Kraftfahrzeugen umfassend einen in der Felgenwand angeordneten Drucksensor, der elektrisch mit einer an der Felge angeordneten Signalgeberspule verbunden ist sowie eine im Bereich der Achse ortsfest mit dem Kraftfahrzeug verbundene HF-Schwingkreis-Sig­ nalauswerteanordnung mit einer Signalaufnahmespule, dadurch gekennzeichnet, daß im Bereich der Signalge­ ber-Spule (8) an der die Felge (3) tragenden, mit dieser drehfest verbundenen Nabe (12) eine erste Über­ tragerspule (15) angeordnet ist, welche elektrisch mit einer zweiten Übertragerspule (17) verbunden ist, wo­ bei letztere als Ringspule ausgebildet ist, deren Spulenachse (18) in der Nabenachse (11) liegt, und wobei die Signalaufnahmespule der feststehenden HF-Schwingkreis-Signalauswerteanordnung im Magnetfeld­ bereich der zweiten Übertragerspule (17) angeordnet ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich­ net, daß die Signalgeberspule (8) und die erste Über­ tragerspule (15) im Bereich des Felgentopfbodens (9) angeordnet sind.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich­ net, daß an der Felge (3) bzw. an der Nabe (12) mecha­ nische Rasteinrichtungen (13, 14) derart angeordnet sind, daß die Felge (3) relativ zu der Nabe (12) je­ weils nur in einer solchen definierten Winkellage montierbar ist, in der sich Signalgeberspule (8) und erste Übertragerspule (15) gegenüber stehen.

4. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich­ net, daß die Signalgeberspule (8) und die erste Über­ tragerspule (15) derart angeordnet sind, daß ihre Achsen (10) radial zur Nabenachse (11) verlaufen und ihre einanander gegenüberliegenden Stirnflächen mit­ einander fluchten.

5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeich­ net, daß bei Zwillingsreifen beide Signalgeberspulen (8) auf je einer Felge (3) derart nebeneinander ange­ ordnet sind, daß sie mit einer gemeinsamen, ihnen gegenüberliegenden, auf der Nabe (12) angeordneten ersten Übertragerspule (17) magnetisch gekoppelt sind.

6. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeich­ net, daß die Auswerteeinrichtung (20) eine Diskrimi­ natoranordnung (21) zur Unterscheidung von wenigstens drei unterschiedlichen Frequenzpegeln und zur Abgabe entsprechender Ausgangssignale aufweist.