DE10154335A1 - Moduleinrichtung zum Messen des Luftdrucks in einem Luftreifen - Google Patents

Abstract

Eine Moduleinrichtung, zum Messen des Luftdrucks in einem Luftreifen eines Fahrzeugs und zur telemetrischen Übermittlung von Funktelegrammen, enthält ein Modulgehäuse (10), das wenigstens einen ersten Raum (20) und einen zweiten Raum (22) aufweist, die durch eine Trennwand (15) voneinander getrennt sind. Im zweiten Raum (22) ist wenigstens eine Platine (2) mit dem integrierten Drucksensor (3) und den anderen Komponenten des Elektronikmoduls untergebracht. Der erste Raum (20) wird von dieser Trennwand und von einer, mit einem Langloch (18) versehenen Modulgehäuseaußenwand (14) begrenzt und weist wenigstens eine, permanent offene, seitliche Öffnung (21) auf. Zur Befestigung des Modulgehäuses (10) am Reifenventil dient ein hohles Verbindungselement (30), das einen sich durch das Langloch (18) erstreckenden hohlen Schaft (31) aufweist, an dessen zum Reifenventil fernen Ende (33) ein Verankerungsteil (35) angeformt oder angebracht ist, das sich in dem ersten Raum (20) befindet und an der Innenseite der Modulgehäuseaußenwand (14) so festlegbar ist, dass das Modulgehäuse - angepasst an die äußere Seitenwange des Felgenbettes - unterschiedliche Ausrichtungen bezüglich der Längsachse des Reifenventils einnehmen kann.

Description

• Die Erfindung betrifft eine Moduleinrichtung nach dem Oberbegriff des Anspruches 1. Typischerweise ist jeder überwachte Luftreifen eines Kraftfahrzeugs mit einer derartigen Moduleinrichtung versehen. Die Moduleinrichtung befindet sich an dem rotierbaren Rad.
• Eine Moduleinrichtung dieser Art ist im wesentlichen in einem Prospekt mit dem Titel "Telemetrisches Reifendruck-Überwachungssystem mit Aktivierungseinheit (TERESA)" offenbart, der von ALPHA-BETA ELECTRONICS AG, 8500 Frauenfeld, Schweiz (CH) in 1994 an Fachleute ausgehändigt und so offenkundig gemacht worden ist. Dieser Prospekt enthält beispielsweise die mit den Fig. 1a, 1b und 1c wiedergegebenen Abbildungen.
• Weiterhin offenbart das Dokument EP 0 751 017 B1 eine Vorrichtung zum Messen des Reifendruckes in einem Luftreifen eines Fahrzeuges. Diese bekannte Vorrichtung enthält einen vom Reifendruck beaufschlagten Messwertgeber, der am Felgenbett einer ein Reifenventil aufnehmenden Felge des Luftreifens anbringbar ist. Mit dem Reifenventil ist ein dem Felgenbett zugeordnetes Signalgehäuse verbunden, welches die Sendeelektronik des Messwertgebers für den Reifendruck enthält. An diesem Signalgehäuse sind zwei Fußelemente zum Aufsetzen auf das Felgenbett angeformt. Weiterhin ist das Signalgehäuse über ein Verbindungselement an dem Kopf des Reifenventils befestigt; insbesondere dient als Verbindungselement eine in die Ventilbohrung des Reifenventils eingesetzte hohle Schraube. Mit Hilfe dieses Verbindungselementes und den beiden auf dem Felgenbett aufsitzenden Fußelementen wird eine Dreipunktlagerung geschaffen. Hierbei ist die freie Höhe der Fußelemente in Einbaustellung so bemessen, dass der zwischen ihnen vorhandene querschnittlich gekrümmte Abschnitt des Felgenbettes stets im Abstand zur Unterfläche des Signalgehäuses bleibt. Hierdurch soll ein sicherer Stand des Signalgehäuses auf dem Felgenbett gewährleistet werden.
• Die in dem Dokument EP 0 751 017 B1 beschriebene Vorrichtung ist in der Praxis realisiert, handelsüblich zugänglich und wird von einem namhaften Automobilhersteller (BMW) serienmäßig in dessen Fahrzeuge eingebaut. Ein derartiges Radmodul bildet im wesentlichen einen quaderförmigen Körper, an dessen Unterseite, parallel zu den Seitenflächen je ein Fußelement absteht, und auf dessen Oberseite ein U-förmiger Klotz einstückig angeformt ist, dessen Schenkel sich über die gesamte Breite erstrecken, und dessen Steg eine Bohrung quert, durch welche die hohle Schraube zur Befestigung am Kopf des Reifenventiles geführt ist. Der Kopf dieser hohlen Schraube liegt frei und kann mit einem Werkzeug unter vorgegebenem Drehmoment angezogen oder gelöst werden. Das gesamte Radmodul hat typischerweise eine Länge (Abmessung in Richtung des Felgenumfanges) von 63 mm, eine Breite von etwa 30 mm, eine Höhe einschließlich der Fußelemente von etwa 21 mm und wiegt bestückt mit einer Knopfzelle etwa 27 g.
• Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, ein Radmodul bzw. eine Moduleinrichtung dieser Art bereitzustellen, die geringere Abmessungen und ein kleineres Gewicht hat als das bekannte, im Handel befindliche Radmodul aufweist, so dass die Notwendigkeit einer Dreipunktlagerung an der Fahrzeugradfelge entfällt.
• Ausgehend von einer Moduleinrichtung,
  zum Messen des Luftdrucks in einem Luftreifen eines Fahrzeugs und zur telemetrischen Übermittlung von Funktelegrammen,
  die innerhalb eines Modulgehäuses ein Elektronikmodul enthält, das wenigstens einen integrierten Drucksensor mit Mess- und Steuerelektronik sowie eine damit gekoppelte HF-Einrichtung zur unidirektionalen oder bidirektionalen HF-Signaldatenkommunikation mit einer stationären HF-Einrichtung am Fahrzeug aufweist, und dieses Modulgehäuse mit Hilfe eines hohlen Verbindungselementes am Kopf eines Reifenventils festlegbar und mit Hilfe dieses Reifenventils im Innenraum des Luftreifens benachbart zur äußeren Seitenwange des Felgenbettes bzw. zum Felgenbett festlegbar ist,
  ist eine erfindungsgemäße Lösung obiger Aufgabe dadurch gekennzeichnet, dass das Modulgehäuse wenigstens einen ersten Raum und einen zweiten Raum aufweist, die durch eine Trennwand voneinander getrennt sind;
  im zweiten Raum eine Platine mit dem integrierten Drucksensor und den anderen Komponenten des Elektronikmoduls untergebracht ist;
  der erste Raum von dieser Trennwand und von einer, mit einem Langloch versehenen Modulgehäuseaußenwand begrenzt ist und wenigstens eine, permanent offene, seitliche Öffnung aufweist;
  das hohle Verbindungselement einen sich durch das Langloch erstreckenden hohlen Schaft aufweist, an dessen, zum Reifenventil fernen Ende ein Verankerungsteil angeformt oder angebracht ist, das sich in dem ersten Raum befindet und an der Innenseite der Modulgehäuseaußenwand so festlegbar ist, dass das Modulgehäuse - angepasst an die äußere Seitenwange des Felgenbettes - unterschiedliche Ausrichtungen bezüglich der Längsachse des Reifenventils einnehmen kann; und
  eine Strömungsverbindung aus dem Innenraum des Luftreifens durch den ersten Raum über den hohlen Schaft des Verbindungselementes bis in den Kopf des Reifenventils gegeben ist.
• Eine Ausführungsform einer solchen erfindungsgemäßen Moduleinrichtung bildet einen flachen Körper mit einer konkaven Vorderseite, einer bogenförmig und konvex gekrümmten Rückwand und ebenen Seitenflächen. Die Abmessungen betragen im wesentlichen nur 30 × 30 × 18 mm, und die gesamte Moduleinrichtung einschließlich einer 1 Ampere-Stunde leistenden Batterie wiegt nur etwa 16 g.
• Bekanntlich sind verschiedene Formen von Kraftfahrzeugradfelgen im Einsatz, die sich beispielsweise durch die Höhe und Neigung der äußeren Seitenwange sowie durch die Tiefe des Felgenbettes unterscheiden. Die erfindungsgemäße Moduleinrichtung kann mit einem herkömmlichen Reifenventil an unterschiedlich gestalteten Felgen befestigt werden, ohne dass eine Modifizierung oder Anpassung der herkömmlichen und im Gebrauch befindlichen Reifenventile und Radfelgen erforderlich ist. Wegen ihrer geringen Abmessungen und wegen ihres geringen Gewichtes erfordert die erfindungsgemäße Moduleinrichtung keine Dreipunktlagerung, die im Dokument EP 0 751 017 B1 als notwendig herausgestellt ist. Deshalb kann die zum Felgenbett benachbarte Unterseite des Modulgehäuses glatt, eben und ohne irgendwelche vorstehenden Fußelemente ausgebildet sein.
• Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der erfindungsgemäßen Moduleinrichtung ergeben sich aus den Unteransprüchen.
• Eine typische Ausgestaltung eines erfindungsgemäß vorgesehenen Modulgehäuses weist an ihrer Vorderseite, die sich in Einbaulage benachbart zur äußeren Seitenwange des Felgenbettes befindet, eine konkav gekrümmte Modulgehäuseaußenwand auf, deren Krümmung im wesentlichen dem Krümmungsradius des Ventilkopfes entspricht. Der erste Raum wird von der Innenseite dieser Modulgehäuseaußenwand und einer im Abstand dazu und im wesentlichen parallel dazu angeordneten Trennwand begrenzt und erstreckt sich über die gesamte Länge (Abmessung in Richtung des Felgenumfang) und nahezu die gesamte Höhe des Modulgehäuses. Typischerweise hat dieser erste Raum eine Breite/Tiefe von einigen Millimetern, beispielsweise 4 bis 5 mm. An diese Trennwand schließt sich der zweite Raum an, der im wesentlichen von dieser Trennwand sowie einem ebenen Deckenteil, einem ebenen Bodenteil und einer bogenförmig gekrümmten Rückwand des Modulgehäuses begrenzt ist. An einer Seitenfläche kann der zweite Raum mit einer ebenen, einstückig angeformten Seitenwand verschlossen sein. Die beiden Räume sind somit im wesentlichen parallel, benachbart und hintereinander angeordnet und erstrecken sich in Einbaulage im wesentlichen senkrecht zur Längsachse des Reifenventils. Das Modulgehäuse ist vorzugsweise einstückig ausgebildet und besteht vorzugsweise aus einem leichten, schlagzähen Kunststoff. Gut bewährt haben sich hier HOSTAFORM C52021 oder C9021 (auch bekannt unter der Fachbezeichnung POMM; "HOSTAFORM" ist ein Warenzeichen der vorm. HOECHST AG) oder bestimmte Polyamide (PA 6.6) die von BASF AG unter den Handelsbezeichnungen ULTRAMID A oder ULTRAMID B vertrieben werden; diese Werkstoffe werden wegen ihrer hohen mechanischen Festigkeit vorzugsweise eingesetzt. Aus diesen Werkstoffen können im Spritzgussverfahren erfindungsgemäß vorgesehene Modulgehäuse gefertigt werden. Bereits mit einer Wandstärke von etwa 1 mm wird eine ausreichend hohe Festigkeit erhalten. Alternativ können auch faserverstärkte, insbesondere mit Carbonfasern verstärkte Kunststoffe dieser Art eingesetzt werden.
• Im zweiten Raum ist eine Platine mit wenigstens dem integrierten Drucksensor und den anderen Komponenten des Elektronikmoduls untergebracht. Vorzugsweise können zusätzlich ein Temperatursensor und/oder ein Beschleunigungssensor vorhanden sein. Die Mess- und Steuerelektronik umfasst u. a. einen Mikrocontroller, elektronische Speicher zur wenigstens zeitweiligen Speicherung von Messwerten und/oder deren Datenbits, weiterhin Logikelemente und sonstige Schaltungseinrichtungen, wie das aus dem einschlägigen Stand der Technik bekannt ist. Weiterhin sind auf der Platine eine HF-Einrichtung und eine damit gekoppelte rahmenförmige Antenne untergebracht. Im Falle einer bidirektionalen HF- Signaldatenkommunikation ist als HF-Einrichtung vorzugsweise ein Transceiver vorgesehen. Vorzugsweise wird eine beidseitig bestückte Platine verwendet, um die Abmessungen möglichst gering zu halten. Bei einer bevorzugten Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung ist es gelungen, sämtliche Einrichtungen des Elektronikmoduls auf einer im wesentlichen rechteckigen Platine unterzubringen, die Abmessungen von > 30 mm × > 18 mm aufweist. Eine besonders bevorzugte Platine hat lediglich Abmessungen von etwa 28 mm × 16 mm.
• Entsprechend einer bevorzugten Ausführungsform ist eine derartige Platine im zweiten Raum in geringem Abstand und im wesentlichen parallel zur Trennwand angeordnet. An der Innenseite der Deckenwand und/oder der Bodenwand können einstückig Leisten angeformt sein, an denen die Platine abgestützt ist.
• Nach einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung ist eine solche Anordnung der Komponenten auf der Platine und eine solche Anordnung der Platine gewählt, dass der Drucksensor auf der Platine benachbart zur Trennwand angeordnet ist, und über eine Bohrung in der Trennwand mit dem im Luftreifen herrschenden Luftdruck beaufschlagt ist. Ein elastischer O-Ring oder eine elastische Dichtmasse dichtet den Drucksensor gegenüber der Trennwand und der weiteren Umgebung ab und verhindert das Eindringen von Formschaum, wenn der zweite Raum abschließend mit Formschaum ausgeschäumt wird.
• Nach einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung ist im zweiten Raum auch eine Batterie zur Stromversorgung des Elektronikmoduls untergebracht.
• Vorzugsweise ist als Batterie eine 3,6 Volt-Lithium/Thionylchlorid Batterie in Form einer runden Stabbatterie vorgesehen, die einen Durchmesser von etwa 12 mm und eine Länge von etwa 24 mm aufweist, und die eine elektrische Leistung von etwa 1 Ampere-Stunden bereitstellt. Mit einer solchen Batterie kann die Moduleinrichtung am Rad in Abhängigkeit von der Häufigkeit von Druckmessungen und der Aussendung von Funktelegrammen für eine prognostizierte Lebensdauer von wenigstens 8 bis 10 Jahren betrieben werden.
• Nach einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung kann der zweite Raum nach bestimmungsgemäßer Anordnung der Platine und gegebenenfalls der Batterie, sowie nach Vornahme der erforderlichen Anschlüsse mit isolierendem Formschaum ausgeschäumt werden. Eine solche Ausschäumung erhöht die Stabilität und schützt die Komponenten vor flüchtigen, korrodierenden Bestandteilen, die mit der Druckluft eingeschleppt werden und/oder aus dem Gummimaterial des Reifens austreten.
• Weiterhin ist ein Verbindungselement vorhanden, mit dessen Hilfe das Modulgehäuse am Kopf eines herkömmlichen Reifenventils befestigt ist, das seinerseits im Ventilloch einer herkömmlichen Fahrzeugradfelge festgelegt ist. Dieses Verbindungselement enthält wenigstens zwei Bestandteile, nämlich einen hohlen Schaft und ein Verankerungsteil. Der hohle Schaft ist über sein Außengewinde in ein Innengewinde einschraubbar, das in den Kopf des Reifenventils geschnitten ist. Das Verankerungsteil befindet sich im ersten Raum und kann dort bestimmt angeordnet und festgelegt werden.
• Im Falle einer zweiteiligen Ausbildung des Verbindungselementes besteht dieses Verankerungsteil vorzugsweise aus Metall und kann ein Stab oder sonstiges längliches Profil sein, in dem etwa mittig ein durchgehendes Innengewinde ausgespart ist. Dieses Verankerungsteil wird vorab in den ersten Raum eingebracht. In diesem Falle wird anschließend über das Langloch in der Modulgehäuseaußenwand ein mit einem angepassten Außengewinde versehenes Ende des hohlen Schaftes eingeführt und in dieses Innengewinde eingeschraubt, so dass nachträglich eine dauerhafte Verbindung zwischen Verankerungsteil und hohlem Schaft geschaffen wird. Über das freiliegende, offene Ende des hohlen Schaftes im ersten Raum ist eine Strömungsverbindung aus dem Innenraum des Luftreifens über den ersten Raum und den hohlen Schaft bis zur Ventileinrichtung im Reifenventil gegeben. Alternativ kann das vorab in den ersten Raum eingebrachte Verankerungsteil ein Abschnitt eines, einen runden oder eckigen Querschnitt aufweisenden Rohres sein, in dessen Rohrwand etwa mittig ein Innengewinde eingeschnitten ist. Auch in diesem Falle wird nachträglich über das Langloch in der Modulgehäuseaußenwand ein Ende des hohlen Schaftes eingeführt, das mit einem passenden Außengewinde versehen ist und das in dieses Innengewinde eingeschraubt wird. In diesem Falle wird ein T-Stück aus hohlen Rohrabschnitten geschaffen, über welche eine Strömungsverbindung aus dem ersten Raum bis letztlich in den Kopf des Reifenventiles gegeben ist.
• Nach einer weiteren alternativen Ausgestaltung kann das Verankerungsteil von vorneherein fest und dauerhaft, insbesondere einstückig mit dem hohlen Schaft des Verbindungselementes verbunden sein. Auch in diesem Falle steht das Verankerungsteil etwa rechtwinklig von dem hohlen Schaft ab und hat solche Abmessungen, dass es über das Langloch in den ersten Raum eingeführt werden kann, wenn das Verankerungsteil parallel zur Längsrichtung des Langloches ausgerichtet ist. Anschließend wird das Verbindungselement um etwa 90° gedreht, so dass das Verankerungsteil die Innenseite der Modulgehäusewand hintergreift und dort so festgelegt wird, dass das Modulgehäuse eine bestimmte Ausrichtung bezüglich der Längsrichtung des aus dem Langloch herausgeführten hohlen Schaftes einnimmt. Auch in diesem Falle kann das Verankerungselement ein längliches massives Metallstück oder ein hohler Rohrabschnitt sein, der in Strömungsverbindung mit dem hohlen Schaft des Verbindungselementes steht. Auch im letzteren Falle hat das Verbindungselement die Gestalt eines einstückigen T-Stückes aus hohlen Rohrabschnitten.
• Nach einer weiteren Ausgestaltung kann in einen Rohrabschnitt des T-Balkens ein Innengewinde eingeschnitten sein, in welche das Außengewinde einer längeren Feststellschraube einschraubbar ist, die über eine seitliche Öffnung des ersten Raumes einführbar ist um das Verankerungsteil des Verbindungselementes in bestimmter Anordnung innerhalb des ersten Raumes festzulegen. Bei Bedarf kann diese Feststellschraube als Hohlschraube ausgebildet sein, um die Strömungsverbindung zu verbessern. Der Kopf dieser hohlen Feststellschraube kann dann als Inbus ausgebildet sein. Dieser Kopf ragt aus der seitlichen Öffnung des ersten Raumes heraus und kann mit einem geeignet profilierten Werkzeug mit vorgegebenen Drehmoment angezogen werden.
• Nach einer weiteren Ausgestaltung kann an der Modulgehäuseaußenwand rund um das Langloch eine leicht konkav gekrümmte Kaverne ausgebildet sein, um dort die Auflagefläche zum kugelförmigen Ventilkopf zu erhöhen. Auch können angepasste Nuten und Stege vorgesehen werden, um eine Verdrehsicherung zwischen Ventilkopf und Modulgehäuse zu schaffen. In jedem Falle wird ein fester Sitz des Modulgehäuses am Ventilkopf gewährleistet, nachdem das Außengewinde am hohlen Schaft des Verbindungselementes in das Innengewinde am Ventilkopf soweit eingeschraubt ist, bis der Ventilkopf sicher und fest in dieser Kaverne an der Modulgehäusewand sitzt.
• Nachstehend wird die Erfindung mehr im einzelnen anhand bevorzugter Ausführungsbeispiele mit Bezugnahme auf die Zeichnungen erläutert; die letzteren zeigen mit:
• Fig. 1a die Wiedergabe einer schematischen Darstellung aus dem TERESA- Prospekt;
• Fig. 1b die Wiedergabe einer Fotographie aus dem TERESA-Prospekt;
• Fig. 1c die Wiedergabe einer weiteren Fotographie aus dem TERESA- Prospekt;
• Fig. 2 in einer Seitenansicht - in vergrößertem Maßstab - ein leeres, erfindungsgemäßes Modulgehäuse;
• Fig. 3 eine perspektivische Darstellung des leeren Modulgehäuses nach Fig. 2;
• Fig. 4a eine Draufsicht auf die Vorderseite einer Platine;
• Fig. 4b eine Draufsicht auf die Rückseite der Platine;
• Fig. 5 in einer Seitenansicht das Modulgehäuse nach Fig. 2 nach Einbringung der Platine und einer Batterie;
• Fig. 6 in einer Seitenansicht das mit Platine und Batterie bestückte Modulgehäuse nach Fig. 5, wobei in den ersten Raum ein rohrförmiges Verankerungsteil eingesetzt ist, an das der hohle Schaft eines Verbindungselementes angeschraubt ist;
• Fig. 7 in einer auseinandergezogenen Darstellung die Bestandteile eines typischen Reifenventils; und
• Fig. 8 einen Ausschnitt aus einer Fahrzeugradfelge, in welche das Reifenventil eingesetzt ist, an dessen Kopf eine erfindungsgemäße Moduleinrichtung befestigt ist.
• Die Fig. 1a, 1b und 1c zeigen anhand von Reproduktionen von Darstellungen aus dem TERESA-Prospekt die Anordnung eines bekannten Reifenventils in üblicher Weise in einem, in der äußeren Seitenwange einer Felge ausgesparten Ventillochs und eine solche, einstellbare Befestigung einer bekannten Moduleinrichtung, dass diese Moduleinrichtung am Felgenbett anliegt oder in engem Abstand dazu gehalten ist. Die bekannte Moduleinrichtung ist schematisch als Modell dargestellt; Einzelheiten zu Aufbau und Ausgestaltung des Modulgehäuses sind nicht zu erkennen.
• Mit den Fig. 2 und 3 ist ein erfindungsgemäß vorgesehenes, leeres Modulgehäuse dargestellt. Es handelt sich um ein aus POMM im Spritzgussverfahren erzeugtes Kunststoffgehäuse 10, das mit Hilfe eines ebenen Deckenteiles 11, einer bogenförmig gekrümmten Rückwand 12, eines ebenen Bodenteils 13 und einer konkav gekrümmten Modulgehäuseaußenwand 14 einen ersten Raum 20 und einen zweiten Raum 22 begrenzt. Zwischen dem ersten Raum 20 und dem zweiten Raum 22 befindet sich eine Trennwand 15, in der eine durchgehende Bohrung 16 ausgespart ist. Wie dargestellt, weist der erste Raum 20 einen im wesentlichen bohnenförmigen Querschnitt auf, während der zweite Raum zur Aufnahme einer ebenen, beidseitig bestückten Platine und einer runden, stabförmigen Batterie bestimmt ist. Von der Innenseite des Deckenteiles 11 steht eine einstückig angeformte Leiste 17 ab, an der sich die Platine abstützen kann. Der erste Raum 20 erstreckt sich über die gesamte Länge des Modulgehäuses 10 und weist an beiden Seiten je eine, mit seinem Querschnitt fluchtende, seitliche Öffnung 21 auf. Der zweite Raum 22 ist an einer Seite mit einer ebenen, einstückig angeformten Seitenwand verschlossen, während die andere, gegenüberliegende Seite offen gehalten ist zur Aufnahme der Platine und der Batterie.
• Die perspektivische Darstellung nach Fig. 3 lässt erkennen, dass in der Modulgehäuseaußenwand 14 ein durchgehendes Langloch 18 ausgespart ist, das von einer leicht konkav gekrümmten Kaverne 19 umgeben ist. Das Modulgehäuse 10 wird mit Hilfe eines, im wesentlichen T-förmigen Verbindungselementes 30 am Kopf eines Reifenventils befestigt. Hierzu weist das Verbindungselement 30 ein Verankerungsteil 35 auf, das sich im ersten Raum 20 befindet, sowie einen am Verankerungsteil 35 angebrachten hohlen Schaft 31, der aus dem Langloch 18 herausragt.
• Mit Fig. 4a ist die Vorderseite und mit Fig. 4b die Rückseite einer Platine 2 dargestellt, an welcher die Komponenten des Elektronikmoduls einer erfindungsgemäßen Moduleinrichtung angebracht sind. Zu diesen Komponenten gehören u. a. ein Drucksensor 3, der von einem erhabenen, elastischen Dichtring 4 umgeben ist, ferner ein Transceiver 5, ein Microcontroller 6, eine Filterschaltung 7, eine Antenne 8 und sonstige Schaltungs-, Speicher- und Logikelemente. Bei einer praktisch realisierten Ausführungsform hat diese Platine Abmessungen von 28 mm × 16 mm.
• Diese Platine 2 wird in dem zweiten Raum so untergebracht, dass sich der Drucksensor 3 benachbart zur Trennwand 15 befindet und über die Bohrung 16 mit dem im Innenraum des Luftreifens herrschenden Druck (Reifendruck) beaufschlagt wird, wobei der Dichtring 4 an der Trennwand 15 anliegt und das Eindringen von Formschaum verhindert.
• Die Fig. 5 zeigt schematisch das Modulgehäuse nach Fig. 2 nach Einbringung der Platine 2 und einer Batterie 1. Bei dieser Batterie handelt es sich vorzugsweise um eine zellenförmig ausgebildete 3,6 Volt-Lithium/Thionylchlorid-Batterie, mit einer Länge von 24 mm, einem Durchmesser von 14 mm und einem Gewicht von 8,2 g. Eine solche Batterie stellt eine elektrische Leistung von 1 Ampere-Stunden bereit, womit je nach Häufigkeit der Druckmessungen und der Aussendung von Funktelegrammen eine nutzbare Lebensdauer der Moduleinrichtung von 8 bis 10 Jahren gewährleistet werden kann. Nach Einbringung der Batterie 1 und der beidseitig bestückten Platine 2 in den zweiten Raum 22 und Vornahme der erforderlichen Anschlüsse kann der Raum 22 mit einem isolierenden Formschaum ausgeschäumt werden.
• In der Darstellung nach Fig. 6 ist zusätzlich ein Verbindungselement 30 zu erkennen, das aus einem hohlen Schaft 31 und einem Verankerungsteil 35 besteht. Der hohle Schaft 31 ist an seinem Außenumfang mit einem Außengewinde 32 versehen, das sich über die gesamte Schaftlänge erstreckt. Das Verankerungselement 35 ist ein Rohrstück 36, das vorab in den ersten Raum 20 eingebracht worden ist. Etwa mittig ist im Rohrstück 36 eine quer verlaufende, durchgehende Bohrung ausgespart, die mit einem Innengewinde versehen ist, in welche das Außengewinde am hohlen Schaft einschraubbar ist. Zu diesem Zweck wird das entsprechende Ende 33 des hohlen Schaftes 31 durch das Langloch 18 in den ersten Raum 20 eingeführt, und in das Gewinde am Rohrabschnitt 36 eingeschraubt, das im ersten Raum 20 festgehalten ist. Alternativ könnte das dargestellte Verankerungsteil 35 auch durch ein längliches, massives Metallprofil ersetzt sein, das mit einem durchgehenden Innengewinde versehen ist, in welches das Außengewinde am Ende 33 des hohlen Schaftes 31 eingeschraubt wird.
• Fig. 7 zeigt in einer auseinandergezogenen Darstellung die Bestandteile eines herkömmlichen Reifenventils 40, das typischerweise aus Aluminium bestehen kann. Zu diesen Bestandteilen gehört ein Ventilkörper 41 mit einem einstückig angeformten Ventilkopf 42, der eine kugelförmige Außenkontur 43 aufweist. Im Ventilkörper 41 befindet sich in bekannter Weise die Ventileinrichtung, die über einen vom Ventilkopf 42 ausgehenden Kanal 44 mit dem Reifendruck beaufschlagbar ist. Der Kanal 44 ist mit einem Innengewinde 45 versehen, in welches das Außengewinde 32 am hohlen Schaft 31 des Verbindungselementes 30 einschraubbar ist. Zu den weiteren Bestandteilen des Reifenventils 40 gehört ein, aus zähem Kunststoff bestehender Haltering 46, eine Beilagscheibe 47, ein rohrförmiger Gegenhalter 48, an dessen Innenseite ein Innengewinde ausgespart ist und der einstückig mit einem Profilstück 49 zum Ansetzen eines Werkzeugs versehen ist. Weiterhin gehört zum Reifenventil 40 eine Ventilkappe 50.
• Zur Vormontage wird die fertig bestückte und mit dem Verbindungselement 30 versehene Moduleinrichtung mit dem Ventilkörper 41 verbunden. Dies kann in der Weise erfolgen, dass bei festgehaltenem Modulgehäuse 10 der Ventilkörper 41 gedreht und so das Außengewinde 32 am Schaft 31 des Verbindungselementes 30 in das Innengewinde 45 am Ventilkopf 42 eingeschraubt wird. Es wird eine dauerhafte, verdrehsichere Verbindung zwischen Modulgehäuse 10 und Ventilkörper 41 erzeugt und gegebenenfalls gesichert.
• Schließlich zeigt Fig. 8 einen Abschnitt aus einer herkömmlichen Fahrzeugradfelge 60, die aus einer Druck-gegossenen Aluminiumlegierung bestehen kann. Der Felgenausschnitt erstreckt sich von einem Felgenhorn 61 über die äußere Seitenwange 62 bis zum Felgenbett 64. In der Seitenwange 62 ist ein Ventilloch 63 ausgespart, in welches der Ventilkörper 41 so eingesetzt wird, dass der Ventilkopf 42 mit der daran befestigten Moduleinrichtung in Richtung Felgenbett 64 zeigt. Nachdem der Haltering 46 am Seitenwangenabschnitt rund um das Ventilloch anliegt, werden auf den nach außen abstehenden Ventilkörper 41 die Beilagscheibe 47 und der Gegenhalter 48 aufgesetzt, und der Gegenhalter 48 wird auf das Außengewinde am Ventilkörper 41 aufgeschraubt, wozu ein Werkzeug unter kontrolliertem Drehmoment am Profilstück 49 des Gegenhalters 48 angreift.
• Mit Hilfe der gezielt einstellbaren und festlegbaren Ausrichtung des hohlen Schaftes 31 des Verbindungselementes 30 gegenüber der - durch die Ausrichtung von Deckenteil und Bodenteil des Modulgehäuses 10 vorgegebenen Ausrichtung der Moduleinrichtung - kann eine bestimmte, gewünschte Ausrichtung des Modulgehäuses 10 gegenüber der Längsrichtung des Reifenventiles 40 eingestellt werden. Damit kann eine Anpassung der Anordnung der Moduleinrichtung an verschiedene Radfelgen 60 vorgenommen werden, die sich vor allem durch den Neigungswinkel der äußeren Seitenwange, der Länge dieser Seitenwange und der Tiefe des Felgenbettes unterscheiden. Mit Hilfe dieser Einstellbarkeit kann stets eine Anordnung gefunden werden, in welcher die ebene Bodenfläche des Modulgehäuses auf dem Felgenbett aufliegt oder sich in geringen Abstand dazu befindet.

Claims (15)

1. Moduleinrichtung,
zum Messen des Luftdrucks in einem Luftreifen eines Fahrzeugs und zur telemetrischen Übermittlung von Funktelegrammen,
die innerhalb eines Modulgehäuses ein Elektronikmodul enthält, das wenigstens einen integrierten Drucksensor mit Mess- und Steuerelektronik sowie eine damit gekoppelte HF-Einrichtung zur unidirektionalen oder bidirektionalen HF-Signal- datenkommunikation mit einer stationären HF-Einrichtung am Fahrzeug aufweist,
und
dieses Modulgehäuse mit Hilfe eines hohlen Verbindungselementes am Kopf eines Reifenventils festlegbar und mit Hilfe dieses Reifenventils im Innenraum des Luftreifens benachbart zur äußeren Seitenwange des Felgenbettes bzw. zum Felgenbett festlegbar ist,
dadurch gekennzeichnet, dass
das Modulgehäuse (10) wenigstens einen ersten Raum (20) und einen zweiten Raum (22) aufweist, die durch eine Trennwand (15) voneinander getrennt sind;
im zweiten Raum (22) wenigstens eine Platine (2) mit dem integrierten Drucksensor (3) und den anderen Komponenten des Elektronikmoduls untergebracht ist;
der erste Raum (20) von dieser Trennwand und von einer, mit einem Langloch (18) versehenen Modulgehäuseaußenwand (14) begrenzt ist und wenigstens eine, permanent offene, seitliche Öffnung (21) aufweist;
das hohle Verbindungselement (30), einen sich durch das Langloch (18) erstreckenden hohlen Schaft (31) aufweist, an dessen, zum Reifenventil fernen Ende (33) ein Verankerungsteil (35) angeformt oder angebracht ist, das sich in dem ersten Raum (20) befindet und an der Innenseite der Modulgehäuseaußenwand (14) so festlegbar ist, dass das Modulgehäuse - angepasst an die äußere Seitenwange (63) des Felgenbettes (64) - unterschiedliche Ausrichtungen bezüglich der Längsachse des Reifenventil (40) einnehmen kann; und
eine Strömungsverbindung aus dem Innenraum des Luftreifens durch den ersten Raum (20) über den hohlen Schaft (31) des Verbindungselementes (30) bis in den Kopf (42) des Reifenventils (40) gegeben ist.

2. Moduleinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Modulgehäuseaußenwand (14) und die Trennwand (15) im wesentlichen parallel und im Abstand zueinander angeordnet und beide im wesentlichen senkrecht zur Längsachse des Reifenventils (40) ausgerichtet sind.

3. Moduleinrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Modulgehäuseaußenwand (14) längs ihrer Höhenrichtung mit einer konkaven Krümmung versehen ist, die im wesentlichen an den Krümmungsradius des Ventilkopfes (41) des Reifenventils (40) angepasst ist.

4. Moduleinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Platine (2) im wesentlichen rechteckig ausgebildet ist und Abmessungen von > 30 mm × > 18 mm aufweist.

5. Moduleinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Hauptflächen der Platine (2) im wesentlichen vertikal zur Längsachse des Reifenventils (40) ausgerichtet sind.

6. Moduleinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass
die Platine (2) parallel und im Abstand zur Trennwand (15) angeordnet ist;
in der Trennwand (15) eine durchgehende Bohrung (16) ausgespart ist; und
insgesamt eine solche Anordnung vorgesehen ist, dass der auf der Platine (2) befindliche Drucksensor (3) auf die Trennwand (15) zugerichtet ist und über die Bohrung (16) mit dem im Reifeninnenraum herrschenden Druck beaufschlagt ist.

7. Moduleinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass im zweiten Raum (22) zusätzlich eine Batterie (1) zur Stromversorgung des Elektronikmoduls untergebracht ist.

8. Moduleinrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Batterie (1) eine runde Stabbatterie ist, die einen Durchmesser von etwa 14 mm und eine Länge von etwa 24 mm aufweist, und die eine elektrische Leistung von etwa 1 Ampere-Stunden bereitstellt.

9. Moduleinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass der zweite Raum (22) nach bestimmungsgemäßer Anordnung der Platine (2) und gegebenenfalls der Batterie (1) und Vornahme der erforderlichen Anschlüsse mit isolierendem Formschaum ausgeschäumt ist.

10. Moduleinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass
das Verbindungselement (30) einstückig und als hohles T-Stück ausgebildet ist,
das einen hohlen Schaft (31) aufweist, von dem zwei, einen T-Balken bildende hohle Rohrabschnitte abstehen; und
diese Rohrabschnitte eine solche Länge haben, dass der aus den Rohrabschnitten gebildete T-Balken durch das Langloch (18) hindurch in den ersten Raum (20) eingebracht werden kann.

11. Moduleinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass
das Verbindungselement (30) zweiteilig ausgebildet ist und zum einen aus einem hohlen Schaft (31) und zum anderen aus einem getrennt davon in den ersten Raum (20) einbringbaren Verankerungsteil (35) besteht; und
nachträglich der hohle Schaft (31) dauerhaft und stabil mit dem vorab in den ersten Raum (20) eingebrachten Verankerungsteil (35) verbindbar ist.

12. Moduleinrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass das Verankerungsteil (35) ein längliches Metallprofil oder ein länglicher hohler Rohrabschnitt (31) ist, in das/den etwa mittig ein Innengewinde eingeschnitten ist, in das ein Außengewinde am Ende (33) des hohlen Schaftes (31) einschraubbar ist.

13. Moduleinrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass an einem Rohrabschnitt (36) des Verankerungsteils (35) eine Feststellschraube festlegbar ist, deren Kopf über die seitliche Öffnung des ersten Raumes (20) vorsteht.

14. Moduleinrichtung nach einem der Ansprüche 10 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass der hohle Schaft (31) des Verbindungselementes (30) mit einem Außengewinde (32) versehen ist, das in ein Innengewinde (45) am Kopf (42) des Reifenventils (40) einschraubbar ist.

15. Moduleinrichtung nach einem der Ansprüche 10 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass an der Modulgehäuseaußenwand (14) rund um das Langloch (18) eine leicht konkav gekrümmte Kaverne (19) ausgebildet ist, um dort die Auflagefläche für einen kugelförmigen Kopf (42) eines Reifenventils (40) zu erhöhen.