DE3820579A1 - Temperaturfuehlervorrichtung - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Temperaturfühlervorrich­ tung zum Erfassen der Lufttemperatur in einem schlauchlosen Fahrzeug-Luftreifen, der auf einer Felge mit Felgenbett mon­ tiert ist, mit einen Fühlelement, das auf Temperaturänderun­ gen mit einer feststellbaren Änderung eines seiner physika­ lischen Parameter reagiert.

In modernen Kraftfahrzeugen werden immer häufiger Systeme eingesetzt, mit deren Hilfe an einem möglichst frühen Zeit­ punkt am Fahrzeug auftretende Mängel erkannt werden, damit eine Gefährdung der Fahrzeuginsassen aufgrund eines techni­ schen Fehlers ausgeschlossen werden kann. Ein solches System beinhaltet die Überwachung des Luftdrucks in den Fahrzeug­ reifen, damit der Fahrer möglichst frühzeitig über einen ge­ fährlichen Druckabfall im Reifen informiert werden kann. Der Druck im Fahrzeugreifen kann jedoch nicht ohne weiteres mit­ tels eines einfachen Druckfühlers erfaßt werden, da der Druck wegen der stark unterschiedlichen Temperaturen der Luft im Reifen in einem relativ weiten Bereich schwankende Werte ha­ ben kann, ohne daß dadurch bereits eine Gefahr für die Fahr­ zeuginsassen besteht. Es ist also unbedingt erforderlich, auch die Lufttemperatur im Reifen zu erfassen, damit dann der ebenfalls gemessene Druck in einen normierten, tempera­ turunabhängigen Druckwert umgerechnet werden kann. Eine Über­ wachung des Reifendrucks ist auch erwünscht, um eine Optimie­ rung des Druckwerts zu ermöglichen, der abhängig von der je­ weiligen Belastung des Fahrzeugs jeweils eingestellt werden soll, wenn keine Beeinträchtigung der Fahrsicherheit eintre­ ten soll. Bei der Temperaturmessung ist allerdings darauf zu achten, daß auch tatsächlich die Lufttemperatur im Reifen möglichst unbeeinflußt von der Temperatur der Felge und der Temperatur des Reifenmaterials gemessen wird. Gerade die Fel­ gentemperatur kann sehr hoch sein, wenn wegen zahlreicher Bremsvorgänge die von den Bremsscheiben abgeleitete Wärme auf die Felgen übertragen worden ist. Die Lufttemperatur im Reifen läßt dabei auch Rückschlüsse auf die Temperatur des Reifenmaterials zu, deren Überwachung ebenfalls zur Erhöhung der Sicherheit beitragen kann.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Temperatur­ fühlervorrichtung zu schaffen, mit deren Hilfe die Lufttem­ peratur in einem schlauchlosen Fahrzeug-Luftreifen möglichst unbeeinflußt von der Felgen- und/oder Reifentemperatur er­ faßt werden kann.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß das Fühlerelement an einem Ende eines länglichen, sich in Um­ fangsrichtung der Felge erstreckenden Trägers angebracht ist, dessen anderes Ende am Felgenbett befestigt ist, und daß der Träger aus einem elastisch federnden Material mit niedriger Wärmeleitfähigkeit hergestellt ist.

Bei dieser Ausgestaltung der Temperaturfühlervorrichtung liegt das Fühlerelement im stillstehenden Zustand des Rei­ fens am Felgenbett an, so daß es bei einem Montieren des Rei­ fens nicht beschädigt werden kann. Sobald sich jedoch der Reifen dreht, hebt das das Fühlerelement tragende freie Ende des Trägers aufgrund der Zentrifugalkraft vom Felgenbett ab, so daß es im Luftraum des Luftreifens liegt und somit auf die Lufttemperatur im Reifen reagieren kann. Da der Träger aus einem Material mit niedriger Wärmeleitfähigkeit herge­ stellt ist, wird das Fühlerelement von der Felgentemperatur kaum beeinflußt.

Eine vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung, die sich be­ sonders für neuartige Felgen eignet, bei denen der Reifen das Felgenhorn von außen umfaßt und bei denen sich das Fel­ genbett im Falle einer Panne vollflächig auf der Innenwand des Reifens abwälzt, ist der Träger in einer in dem Felgen­ bett angebrachten Nut befestigt, die so bemessen ist, daß der Träger und das an ihr angebrachte Fühlerelement im still­ stehenden Zustand des Fahrzeug-Luftreifens vollständig inner­ halb der Nut liegt. Durch diese Ausgestaltung wird bei den geschilderten neuartigen Felgen das Fühlerelement im Falle einer Reifenpanne oder beim Montieren des Reifens nicht be­ schädigt.

Die Erfindung wird nun anhand der Zeichnung beispielshalber erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 eine schematische Ansicht einer herkömmlichen Felge mit einem darauf montierten Reifen, wobei das Trägerelement am Felgenbett zu erkennen ist,

Fig. 2 eine ähnliche Ansicht wie in Fig. 1, jedoch bei Verwendung einer neuartigen Felge,

Fig. 3 einen Schnitt durch einen Teil der Felge an der Stelle, an der die Temperaturfühlervorrichtung am Felgenbett angebracht ist,

Fig. 4 einen ähnlichen Schnitt wie in Fig. 3, jedoch für die in Fig. 2 dargestellte Felge,

Fig. 5 einen Teilschnitt längs der Linie A-A von Fig. 3 bei stillstehendem Rad und

Fig. 6 einen ebensolchen Teilschnitt wie in Fig. 5, je­ doch bei sich drehendem Rad, wobei das Fühler­ element aufgrund der wirkenden Zentrifugalkraft vom Felgenbett abgehoben ist.

Fig. i zeigt in einer schematischen Ansicht ein Fahrzeugrad 10 mit einem Luftreifen 11, der auf einer Felge 12 montiert ist und auf einer Fahrbahn 14 rollt. Auf der Umfangsfläche des Felgenbetts 16 der Felge 12 ist eine Temperaturfühler­ vorrichtung 18 angebracht, die einen Träger 20 und ein Füh­ lerelement 22 enthält. Der Träger 20 hat eine längliche Form, und er erstreckt sich in Umfangsrichtung der Felge, wie in Fig. 1 zu erkennen ist. Das Fühlerelement 22 ist an einem Ende des Trägers 20 befestigt, dessen anderes Ende am Fel­ genbett 16 befestigt ist.

Im stillstehenden Zustand des Rades verläuft der Träger 20 parallel zur Umfangsfläche des Felgenbetts 16; er liegt prak­ tisch in seiner gesamten Länge am Felgenbett an, obwohl er nur an dem vom Fühlerelement 22 abgewandten Ende mit der Fel­ ge verbunden ist. In den Ansichten der Fig. 3 und 5 ist dieses Anliegen des Trägers 20 am Felgenbett 16 bei still­ stehendem Rad zu erkennen.

Der Träger 20 ist aus einem elastisch federnden Material her­ gestellt, so daß er sich unter dem Einfluß einer Zentrifugal­ kraft, die bei sich drehendem Fahrzeugrad 10 auf das Fühler­ element 22 einwirkt, in der Weise vom Felgenbett 16 abheben kann wie in Fig. 6 dargestellt ist. Bei sich drehendem Fahr­ zeugrad 10 befindet sich das Fühlerelement 22 somit im frei­ en Luftraum innerhalb des Reifens 11, so daß es auf die darin herrschende Temperatur reagieren kann. Bei der Auswahl des Materials für den Träger 20 muß darauf geachtet werden, daß es sich um ein Material mit kleiner Wärmeleitfähigkeit han­ delt, damit das Fühlerelement 22 nicht von der Temperatur der Felge 12 beeinflußt wird. Die Länge des Trägers 20 wird so gewählt, daß sie etwa der Hälfte des radialen Abstandes zwischen dem Felgenbett 16 und der Innenumfangsfläche des Reifens 11 entspricht, wenn der Reifen sich in einem fahrbe­ reiten Zustand befindet und der Reifenluftdruck den vorge­ schriebenen Betriebswert hat. Durch diese Dimensionierung wird mit Sicherheit erreicht, daß das Fühlerelement 22 selbst bei den höchsten vorkommenden Drehzahlen des Rades 10 nicht mit der Innenumfangsfläche des Reifens in Kontakt kommt. Bei den höchsten vorkommenden Drehzahlen befindet sich das Füh­ lerelement vielmehr etwa in der Mitte zwischen dem Felgen­ bett 16 und der Innenumfangsfläche des Luftreifens 11.

Das Anbringen des Fühlerelements 22 am Träger 20, der sich im stillstehenden Zustand des Rades 10 an das Felgenbett 16 anlegt, hat den Vorteil, daß die Temperaturfühlervorrichtung bei einem Reifenwechsel nicht durch den von der Felge abzu­ nehmenden oder den auf die Felge zu montierenden Reifen be­ schädigt wird.

In Fig. 2 ist ein Fahrzeugrad 24 dargestellt, bei dem der Luftreifen 26 auf einer neuartigen Felge 28 montiert ist. Bei dieser Felge 28 ist das Felgenbett 30 gegenüber den Fel­ genschultern und den Felgenhörnern nicht vertieft, so daß das Felgenbett 30 im Falle einer Reifenpanne mit der Innen­ umfangsfläche des Luftreifens 26 in Kontakt kommt. Bei die­ ser Ausgestaltung der Felge ist es möglich, selbst bei luft­ losem Luftreifen 26 noch eine längere Strecke zu fahren, ohne daß die Gefahr besteht, daß der Luftreifen 26 von der Felge 28 abspringt. Auch diese Art von Felge kann mit einer Tempe­ raturfühlervorrichtung 18 der geschilderten Art ausgestattet werden. Die Fühlervorrichtung wird dabei jedoch in einer Nut 34 im Felgenbett 30 angebracht, die so dimensioniert ist, daß bei stillstehendem Rad 24 sowohl der Träger 20 als auch das Fühlerelement 22 vollständig innerhalb der Nut liegen. Die Fig. 4 zugeordnete Ausschnittvergrößerung verdeutlicht diese Anordnung. Bei dieser Anbringung der Temperaturfühler­ vorrichtung 18 kann der Reifen 26 ohne weiteres auf die Fel­ ge 28 montiert werden, ohne daß die Gefahr besteht, die Tem­ peraturfühlervorrichtung 18 zu beschädigen. Auch im Falle einer Reifenpanne, wenn sich das Felgenbett 30 auf der Innen­ umfangsfläche des Luftreifens 26 abwälzt, wird die Tempera­ turfühlervorrichtung nicht beschädigt, da sie von der Reifen­ innenumfangsfläche einfach in die Nut gedrückt werden kann. Die beschriebene Temperaturfühlervorrichtung ermöglicht so­ mit eine zuverlässige Erfassung der im Inneren eines Luftrei­ fens herrschenden Lufttemperatur, die für eine genaue Mes­ sung des Luftdrucks im Reifen erforderlich ist. Die Auswer­ tungselektronik, mit der beispielsweise die eine temperatur­ abhängige Widerstandsänderung des Fühlerelements 22 gemessen wird, kann beispielsweise an dem mit dem Felgenbett verbun­ denen Ende des Trägers 20 auf diesem Träger angebracht sein. Wenn beispielsweise der Träger 20 aus einem Kunststoffmate­ rial besteht, ist es ohne weiteres möglich, die Verbindungs­ leitungen zwischen dem Fühlerelement 22 und der Auswertungs­ elektronik in Form gedruckter Leiterbahnen auf dem Träger 20 auszuführen. Die Auswertungselektronik ist in der Zeichnung nicht besonders dargestellt, da dies für das Verständnis der Anbringung und der Wirkungsweise der Temperaturfühlervorrich­ tung nicht notwendig ist.

Die von der nicht dargestellten Elektronik erfaßten Meßwerte können vom Fahrzeugrad induktiv zu einer Empfangsspule über­ tragen werden, die nahe beim Rad 10 oder 24 an der Karosserie des zugehörigen Fahrzeugs angeordnet ist. Anstelle der induk­ tiven Übertragung könnte natürlich auch eine Übertragung un­ ter Zuhilfenahme elektromagnetischer Wellen angewendet wer­ den. Die im Fahrzeug enthaltene Auswertungselektronik kann erforderlichenfalls auch unterscheiden, ob sich das Rad bei der Temperaturerfassung dreht oder ob es stillsteht. Dies ist deshalb notwendig, weil das Fühlerelement der beschrie­ benen Temperaturfühlervorrichtung bei stillstehendem Rad am Felgenbett anliegt, so daß es zu einer starken Verfälschung der zu messenden Temperatur kommt, da die Felge unter Umstän­ den sehr heiß sein kann. Durch eine geeignete Auswertungs­ elektronik kann eine solche Fehlmessung jedoch verhindert werden.

Claims (3)

1. Temperaturfühlervorrichtung zum Erfassen der Lufttem­ peratur in einem schlauchlosen Fahrzeug-Luftreifen, der auf einer Felge mit Felgenbett montiert ist, mit einem Fühler­ element, das auf Temperaturänderungen mit einer feststellba­ ren Änderung eines seiner physikalischen Parameter reagiert, dadurch gekennzeichnet, daß das Fühlerelement (22) an einem Ende eines länglichen, sich in Umfangsrichtung der Felge (12; 18) erstreckenden Trägers (20) angebracht ist, dessen anderes Ende am Felgenbett (16; 30) befestigt ist, und daß der Träger (20) aus einem elastisch federnden Material mit niedriger Wärmeleitfähigkeit hergestellt ist.

2. Temperaturfühlervorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Träger (20) in einer in dem Felgen­ bett (30) angebrachten Nut (34) befestigt ist, die so bemes­ sen ist, daß der Träger (20) und das an ihm angebrachte Füh­ lerelement (22) im stillstehenden Zustand des Fahrzeug-Luft­ reifens (26) vollständig innerhalb der Nut (34) liegen.

3. Temperaturfühlervorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Länge des Trägers (20) etwa dem halben radialen Abstand zwischen dem Felgenbett (16; 30) und der Innenumfangsfläche des Luftreifens (11; 26) ent­ spricht.