DE2618927A1 - Vorrichtung zum fuehlen und anzeigen des luftdruckes in fahrzeugreifen - Google Patents

Description

Dipl.-lng. H. MITSCHERLICH D-8 ^DNCHEN 22

^r " StelnsdorfstraBe 10

(0β9) * 29 ββ Μ

Dl'pl..!.«. K. GUNSCHMANN «-——.ι.

Dr. r.r. not. W. KÖRBER Dipl.-lng. J. SCHMIDT-EVERS

PATENTANWÄLTE ²⁹' ^^{11 1976}

SGOVILL MAMTJI¹AOTUEIHG COMPANY

99 Mill Street 2618927

Waterbury, Connecticut, T.St.A.

Patentanmeldung

Vorrichtung zum Fühlen und Anzeigen des Luftdrucks in !Fahrzeugreifen

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Fühlen und Anzeigen des Luftdrucks in einem Fahrzeugreifen und insbesondere eine Einrichtung, die es ermöglicht, dem Fahrer eines Fahrzeugs das Vorhandensein eines zu niedrigen Reifendrucks zu melden. Genauer gesagt befaßt sich die Erfindung mit Anordnungen der allgemeinen Art, bei der eine an einen Fahrzeugreifen angeschlossene pneumatische Einrichtung einen Magneten gegenüber dem betreffenden Fahrzeugrad nach innen oder außen bewegt, um einen durch ein Magnetfeld beeinflußbaren Schalter zu betätigen, der am Fahrzeugaufbau nahe dem Rad befestigt ist und dazu dient, eine Anzeigeeinrichtung im Fahrzeug zu steuern.

Es sind bereits verschiedene Vorrichtungen zum Anzeigen eines zu niedrigen Reifendrucks bei Kraftfahrzeugen bekannt, bei denen Magnete verwendet werden, die von den Rädern getragen werden und in Abhängigkeit vom Luftdruck in den Reifen bewegbar sind. Derartige Vorrichtungen sind z_oB. in den US-PSen j5 654 601, 3 521 23o und 2 629 086 beschrieben.

Zwar arbeiten diese bekannten Vorrichtungen in einem gewissen Ausmaß zufriedenstellend, doch ist es bei allen diesen Vorrichtungen erforderlich, die Fahrzeugräder in einem erheblichen

609852/0245

Umfang abzuändern. Gemäß der US-PS 3 521 23o j__st _{es Z}.B. erforderlich, die Radfelge mit einer Öffnung von erheblicher Größe zu versehen. Bei den Vorrichtungen nach den übrigen vorstehend genannten US-PSen muß der Radkörper mit mehreren Öffnungen zum Aufnehmen pneumatischer Leitungen versehen werden. Außerdem ist es bei den bekannten Vorrichtungen- schwierig und zeitraubend, sie vom Reifen aus mit der Einrichtung zum Bewegen des bzw. jedes Magneten zu verbinden.

Durch die Erfindung ist nunmehr eine äußerst einfache Konstruktion geschaffen worden, bei der es unter Durchführung einer einfachen Abänderung der Radnabe möglich ist, die Magnetbetätigungseinrichtung so zu montieren, daß es danach möglich ist, das den Reifen tragende Rad ohne jede Änderung an dem Rad mit der Magnetbetätigungseinrichtung zu verbinden. Zu diesem Zweck ist die Magnetbetätigungseinrichtung in einem Gehäuse untergebracht, das gleichzeitig die Aufgabe einer normalen Radbefestigungsschraube erfüllt.

Die Erfindung und vorteilhafte Einzelheiten der Erfindung werden im folgenden anhand schematischer Zeichnungen an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert. Es zeigt:

Fig. 1 einen Teilschnitt einer Fahrzeugradbaugruppe und der zugehörigen Teile einer erfindungsgemäßen Vorrichtung;

Fig. 2 einen vergrößerten Längsschnitt des Gehäuses für die Magnetbetätigungseinrichtung der Vorrichtung;

Fig. j5 einen vergrößerten Schnitt durch das magnetseitige Ende des Gehäuses, in dem auch der am Fahrzeugaufbau befestigte, durch ein Magnetfeld beeinflußbare Schalter dargestellt ist;

Fig. 4 einen Schnitt längs der Linie 4-4 in Fig. 5;

609852/0245

261892?

- 3 Fig. 5 einen Schnitt längs der Linie 5-5 in Fig. J>;

Fig. 6 einen Teil eines Schnitts längs der Linie 6-6 in Fig. 2; und

Fig. 7 in einem vergrößerten Längsschnitt ein in Verbindung mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung benutzbares Reifenventil.

In Fig. 1 ist die bevorzugte Ausführungsform der Erfindung in Verbindung mit einem Fahrzeug dargestellt und insgesamt mit bezeichnet. Zu der Vorrichtung gehört ein mit Preßsitz in eine öffnung der Radnabe H eingebautes zylindrisches Gehäuse 12. Die Nabe H ist auf einer Achse A drehbar gelagert. Gemäß Fig. weist das Gehäuse 12 auf der Außenseite des Fahrzeugs einen mit Außengewinde versehenen Endabschnitt 14 auf, der gleichzeitig die Aufgabe einer der üblichen Schrauben zum Befestigen des Rades W erfüllt. Auf das Gehäuseende 14 ist eine Mutter zum Befestigen des Rades W an der Nabe H aufgeschraubt. Zu dem Rad W gehört eine einen Reifen T tragende Felge R, die mit der üblichen öffnung 0 versehen ist, in die ein Reifenventil V bekannter Art eingebaut ist.

Am Aufbau des Fahrzeugs ist nahe dem Aufhängungsarm S auf der Innenseite der Bremsscheibe D ein Bock 18 als Unterstützung für einen magnetisch beeinflußbaren Schalter 20 befestigt. Der Schalter 20 lstraLt Hilfe entsprechender elektrischer Einrichtungen mit einer Darstellungs- oder Anzeigeeinrichtung verbunden, die in däm Kraftfahrzeug so angeordnet ist, daß sie für den Fahrer sichtbar ist, damit er ggf. auf die Anzeige reagieren kann».

Gemäß Fig. 2 weist das Gehäuse 12 einen stark dimensionierten zylindrischen Abschnitt 22 auf, der mit Preßsitz In die Nabe H eingebaut ist. Der zylindrische Abschnitt 22 hat eine ringförmige Verdickung 24 mit einer Ringschulter 26, die beim Ein-

609852/0245

führen des Gehäuses 12 in die Nabe H als Anschlag zur Wirkung kommt. Das Gehäuse 12 ist mit einer axialen Bohrung 28 versehen, die an ihrem inneren Ende in eine mit Innengewinde versehende Erweiterung 30 von erheblich größerem Durchmesser übergeht. An das linke Ende des Innengewindes schließen sich gemäß Pig. 2 ein abgeschrägter Einführungsabschnitt 32 und ein glatter zylindrischer Abschnitt 34 an. An ihrem äußeren Ende ist die Bohrung 28 des Gehäuses 12 etwas erweitert, so daß nahe der äußeren Stirnfläche der Nabe H eine zylindrische Innenfläche 36 vorhanden ist. In den Bohrungsabschnitt mit der zylindrischen Fläche 36 ist ein Druckstück 38 eingebaut, zu dem eine mit Preßsitz in das innere Ende des zylindrischen Abschnitts 36 eingebaute Buchse gehört, die gemäß Fig. 2 einen axialen Ansatz 40 aufweist, welcher mit einer Öffnung 42 zum Hindurchleiten von Luft versehen ist.

In das innere Ende des Gehäuses 12 ist eine mit Außengewinde versehene Kappe 44 aus unmagnetischem Material, z.B. Aluminium, eingeschraubt. Die Kappe 44 weist auf ihrer Außenseite eine Ringnut 46 auf, in die ein O-Ring 48 eingebaut ist, und ihr rechtes Ende istmLt Außengewinde versehen. Gemäß Fig. 2 ist die Kappe 44 mit diesem Außengewinde in das Innengewinde 30 des Hauptabschnitts des Gehäuses 12 eingeschraubt.

Gemäß Fig. 3 ist in die Kappe 44 ein zylindrischer Dauermagnet 50 eingebaut. Die Kappe 44 hat eine glatte zylindrische Innenfläche 52. Nahe ihrer Mündung ist die Kappe mit einer inneren Erweiterung und im Bereich dieser Erweiterung mit einem Innengewinde 54 versehen. Eine abgeschrägte Einführungsfläche 56 bildet einen Übergang zwischen dem Innengewinde 54 und der glatten zylindrischen Fläche 52.

In die Mündung der Kappe 44 ist ein Stopfen 58 mit einem Außengewinde 60 eingeschraubt; dieser Stopfen ist zu einem noch zu erläuternden Zweck mit einem auch aus Fig. 5 ersichtlichen Längskanal 62 versehen. Der innere Endabschnitt des Stopfens

609852/0245

58 hat einen kleineren Durchmesser, um eine Befestigungsfläche 64 für eine Wellrohrmembran 66 zu bilden, deren rechtes Ende gemäß Fig. 5 mit abdichtender Wirkung an der Fläche 64 befestigt ist. Das andere Ende der Wellrohrmembran 66 ist an der Umfangsfläche 68 eines Flansches befestigt, mit dem ein Anschlagteil· 72 im Bereich seiner geschlossenen Stirnwand 70 versehen ist« Mit dieser Stirnwand 70 ist der Dauermagnet 50 durch Verkitten oder auf andere Weise fest verbunden. Der Stopfen 58 hat längs seiner Achse eine konische Bohrung 76, und er besteht aus einem etwas weichen Material, z.B. Messing oder einem zähen Kunststoff wie Nylon. In der konischen Bohrung 76 des Stopfens ist zur Abdichtung eine Stahlkugel 78 festgekeilt, um die Wellrohrmembran 66, die einem vorbestimmten Innendruck ausgesetzt ist, abzudichten.

Wie in Fig. 3 schematisch angedeutet, kann zu der Fühleinrichtung 20 ein Zungenschalter 80 bekannter Art gehören, dessen Klemmen über eine elektrische Einrichtung EM bekannter Art an eine ebenfalls auf bekannte Weise ausgebildete Anzeigeeinrichtung IM angeschlossen sind, bei der es sich z.B. um eine in die Armaturentafel eingebaute Signallampe handelt. Der Zungenschalter 80 ist zweckmäßig durch ein Gehäuse 82 aus unmagnetischem Material geschützt. Der magnetisch beeinflußbare Schalter 80 kann verstellbar befestigt sein, damit er sich auf das gewünschte Ansprechverhalten gegenüber dem beweglichen Magneten 50 einstellen läßt.

Gemäß Fig. 2 ist das mit Gewinde versehene Ende des Gehäuses durch eine Rohrleitung 84 mit dem Reifenventil V verbunden. Das freie Ende des Gehäuses 12 trägt eine Überwurfmutter 86, die auf das mit Außengewinde versehene Ende 14 des Gehäuses aufgeschraubt ist, und deren Stirnwand eine Öffnung zum Aufnehmen der Rohrleitung 84 besitzt. In die Überwurfmutter 86 ist ein rohrförmiges bzw. zylindrisches Bauteil 88 eingebaut, das so abgestuft ist, daß es einen inneren Endabschnitt 88a von kleinerem Durchmesser aufweist. Das Bauteil 88 ist auf seiner Außen-

609852/0245

seite mit einer Ringnut 90 versehen, in der sich ein O-Ring befindet. Mit dem Bauteil 88 ist die Rohrleitung 84 durch einen Ansatz 88b verbunden. Das Bauteil 88 hat eine axiale Bohrung, die in einen mit Innengewinde versehenen inneren Abschnitt 94 übergeht, in dem gemäß Pig* 2 ein Reifenventileinsatz 96 bekannter Art mit dem üblichen Betatigungsstift 98 angeordnet ist. Die zuletzt beschriebenen Bauteile sind so bemessen, daß beim Pestziehen der Überwurfmutter 86 der Ansatz 40 des Bauteils den Betatigungsstift 98 nieder-drückt, um das Ventil zu öffnen, so daß gemäß Pig. 2 eine Verbindung zwischen der Rohrleitung und der Bohrung 28 des Gehäuses 12 hergestellt wird.

Das andere Ende der Rohrleitung 84 ist gemäß Fig. 7 mit einem Verbindungsstück 100 versehen, zu dem ein rohrförmiger Hauptkörper 101 gehört, der an seinem mit dem Reifenventil V zu verbindenden Ende eine drehbar gelagerte Überwurfmutter 102 trägt. Der Hauptkörper 101 weist einen auf bekannte Weise ausgebildeten Ventilbetätigungsansatz 104 mit seitlichen öffnungen 105 auf. Gemäß Fig. 7 ist eine Dichtung 106 vorhanden, so daß beim Anbringen der Überwurfmutter 102 am freien Ende des Reifenventils V eine nach außen abgedichtete Verbindung zum Innenraum des Hauptkörpers 101 hergestellt wird und der Betätigungsansatz 104 des Bauteils 100 den Stift P gegenüber dem Reifenventil V in seiner eingedrückten Stellung hält, damit eine Verbindung zwischen der Rohrleitung 84 und dem Innenraum des Reifens T besteht. Das äußere Ende des Hauptkörpers 101 ist mit einem Außengewinde IO8 versehen und weist ein Innengewinde zum Aufnehmen eines nicht dargestellten Reifenventileinsatzes mit einem Druckstift 110 auf. Somit läßt sich der Reifen T auf bekannte Weise dadurch aufpumpen, daß man die Druckluftquelle zur Anlage an dem Endabschnitt 108 und dem Druckstift 110 bringt. Der Endabschnitt 108 des Bauteils 100 kann ggf. mit einer Staubkappe versehen werden.

Die vorstehend beschriebene Vorrichtung arbeitet wie folgt: Der in dem Reifen T herrschende Luftdruck wirkt über das Rei-

609852/0245

fenventil V, die Öffnungen 105 nach Pig. 7, den Innenraum des Hauptkörpers 101, die Rohrleitung 84, den Ventileinsatz 96, die Fenster 42, den Kanal 28, den sich daran anschließenden Kanal 62 und den durch die Abschrägung 56 gebildeten Kanal auf den die abgedichtete Wellrohrmembran 66 umgebenden Ringraum. Da der Innenraum der Wellrohrmembran nicht in Verbindung mit diesem Ringraum steht und Luft unter einem relativ festliegenden Druck enthält, der sich bei Änderungen der Länge der Wellrohrmembran nur geringfügig ändert, besteht eine Beziehung zwischen dem Luftdruck in dem Reifen T und der jeweiligen, durch den Ausdehnungsgrad der Wellrohrmembran 66 bestimmten Lage des Magneten 50· Der Druck in der die Wellrohrmembran 66 enthaltenden Kammer führt somit zu einer Verlängerung der Wellrohrmembran, wenn sich der Druck in der Kappe 44 in der Umgebung der Wellrohrmembran verringert. Dies geschieht, sobald der Luftdruck in dem Reifen T zurückgeht. Bei einer Senkung des Reifendrucks bewegt sich daher der Magnet $0 gemäß der unteren Hälfte von Fig. J nach links, bis er schließlich die gezeigte Lage einnimmt.

Erhöht sich dagegen der Reifendruck, wirkt sich der- Druck ebenfalls in der vorstehend beschriebenen Weise auf den die Wellrohrmembran 66 umgebenden Ringraum aus, so daß die Wellrohrmembran gezwungen wird, in der Kappe 44 einen kleineren Raum einzunehmen und ihre Länge zu verkleinern, was zur Folge hat, daß bei einem erhöhten Reifendruck der Magnet 50 die in der oberen Hälfte von Fig. J5 gezeigte Lage einzunehmen, bei der sich das Anschlagteil 72 an dem Stopfen 58 abstützt. Unter einem hohen Reifendruck wird hier jeder den vorgeschriebenen Mindestwert überschreitende Druck verstanden.

Wenn das Rad W umläuft, übt der Magnet 50 je nach seiner jeweiligen Lage einen Einfluß auf die Elektroden des Schalters 80 aus oder nicht. Befindet sich der Magnet 50 in seiner in der unteren Hälfte von Fig. 3 gezeigten Stellung, werden die Elektroden bzw · Kontakte des Zungenschalters 80 geschlossen, sobald die Kappe 44 in Fluchtung mit dem Schalter kommt_o Jedes Schlies-

609852/0245

sen des Schalters 8o wird mit Hilfe bekannter elektrischer Schalteinrichtungen im Inneren des Fahrzeugs dadurch angezeigt, daß eine Anzeigeeinrichtung betätigt wird. Dieser Betriebszustand bleibt erhalten, solange der Magnet 50 infolge des Vorhandenseins eines zu niedrigen Reifenluftdrucks seine Lage entsprechend der unteren Hälfte von Fig. j5 beibehält.

Liegt der Reifendruck innerhalb der vorgeschriebenen Grenzen, bringt der Magnet 50 die Wellrohrmembran 66 in die aus der oberen Hälfte von Fig. 3 ersichtliche Lage. Bei dieser Stellung des Magneten wird der Schalter 80 selbst dann nicht betätigt, wenn die Kappe 44 dem Schalter direkt gegenüberliegt, denn der Magnet ist so weit von dem Schalter entfernt, daß sein Magnetfeld den Schalter nicht hinreichend beeinflussen kann, um seine Kontakte zu schließen. Da die Kontakte in diesem Fall nicht geschlossen werden, zeigt die Anzeigeeinrichtung nicht an, daß der Reifenluftdruck zu niedrig ist.

Soll ein Reifen gewechselt werden, ist es nur erforderlich, die Überwurfmutter 86 zu lösen und das Bauteil 88 mit dem Abschnitt 88a herauszuziehen. Hierdurch wird der Stift 98 von dem Ansatz 42 abgehoben, so daß sich der Ventileinsatz 96 schließt, um das Entweichen von Luft aus dem Reifen zu verhindern.

An ihrem anderen Ende wird die Rohrleitung 84 durch Abschrauben der Überwurfmutter 102 von dem Reifenventil V gelöst. Beim Entfernen des Ansatzes 104 kann sich der Stift P des Reifenventils V nach außen bewegen, so daß das Reifenventil geschlossen wird. Danach wird die Radmutter 16 ebenso wie die übrigen Radmuttern gelöst, woraufhin man das Rad W von der Nabe H abziehen kann. Nachdem das Ersatzrad so auf die Nabe aufgeschoben worden ist, daß die Radbefestigungsschrauben durch die zugehörigen Befestigungslöcher des Rades ragen, wird die Radmutter 16 auf dem mit Gewinde versehenen Endabschnitt 14 des Gehäuses 12 festgezogen ,und die übrigen Radmuttern werden eben-

609852/0246

falls angezogen. Dann wird das Bauteil 88 mit dem Abschnitt 88a in die abgestufte Öffnung des Gehäuses 12 eingeführt, so daß gemäß Fig. 2 der Ventilstift 98 zur /Ullage an dem Ansatz 42 kommt, um das Ventil 96 zu öffnen. Schließlich wird das Anschlußstück 100 am anderen Ende der Rohrleitung 84 mit Hilfe der Überwurfmutter 102 mit dem Reifenventil V verschraubt, damit der Ansatz 104 den Stift P des Reifenventils V nach innen drückt; dieser Arbeitsschritt könnte jedoch auch vor dem Einbauen des Bauteils 88 in das Gehäuse 12 durchgeführt werden. Danach ist die Anordnung wieder betriebsbereit.

Patentansprüche; 609852/0245

Claims (1)

1. - ίο -

   PATENTANSPRÜCHE

   Vorrichtung zum Fühlen und Anzeigen des Luftdrucks in einem Fahrzeugreifen mit einem durch ein Magnetfeld beeinflußbaren Schalter, der auf dem Fahrzeug nahe dem zugehörigen Rad angeordnet und durch eine elektrische Einrichtung mit einer Anzeigeeinrichtung im Fahrzeug verbunden ist, einer Magneteinrichtung, einer auf der Radbaugruppe angeordneten Halterung, welche die Magneteinrichtung so unterstützt, daß sie parallel zur Radachse auf den Schalter zu und von ihm weg bewegbar ist, wobei zu der Halterung eine mit einem Ende gegenüber der Radbaugruppe fest unterstützte Wellrohrmembran gehört, deren anderes Ende einen Magneten trägt, und wobei die Wellrohrmembran ein ständig unter einem im wesentlichen gleichmäßigen Druck stehendes Gas enthält, sowie mit einem die Wellrohrmembran umschließenden Gehäuse mit das Gehäuse mit dem Reifen verbindenden Einrichtungen, dadurch gekennzeichnet, daß zu dem Gehäuse (12) ein gleichachsig mit der Wellrohrmembran (66) angeordnetes rohrförmiges Bauteil gehört, das sich parallel zur Achse des Rades (VJ) durch die Nabe (H) des Rades erstreckt und auf einem Kreis angeordnet ist, dessen Radius im wesentlichen gleich dem Radius des Kreises ist, auf dem die Radbefestigungsschrauben liegen, und daß zu den Verbindungseinrichtungen eine Rohrleitung (84) gehört, die mit dem freien äußeren Ende des genannten Gehäuses verbunden ist und sich zu dem normalerweise vorhandenen Reifenfüllventil (V) des Reifens (T) auf dem Rad erstreckt.

   2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das rohrförmige Bauteil (12) einen mit Außengewinde versehenen äußeren Endabschnitt (14) aufweist, der durch eine der normalerweise vorhandenen Befestigungsschrauben-Aufnahmeöffnungen des betreffenden Rades (Vi) ragt, und daß auf diesen Endabschnitt eine zur Befestigung des Rades auf der Nabe (H) beitragende Radbefestigungsmutter (16) aufgeschraubt ist.

   609852/0245

   J). Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Wellrohrmembran (66) einen Anschlag (72) enthält, der sich längs der Achse der Wellrohrmembran erstreckt und beim Vorhandensein eines hohen Luftdrucks in dem Reifen (T) ein Zusammendrücken der Wellrohrmembran über ein vorbestimmtes Ausmaß hinaus verhindert.

   4. Vorrichtung nach Anspruch J5» dadurch gekennzeichnet, daß sich der Anschlag (72) von dem dem Magneten (50) benachbarten Ende derWWellrohrmembran (66) aus in Richtung auf das ortsfeste Ende der Wellrohrmembran erstreckt.

   5· Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Rohrleitung (84) mit dem ein Außengewinde aufweisenden Endabschnitt (14) des Gehäuses (12) durch ein Bauteil (88) verbunden ist, das mit einem Ventileinsatz (96) mit einem aus ihm herausragenden Stift (98) versehen ist, daß dieses Bauteil in den genannten Endabschnitt des Gehäuses eingeführt ist, daß auf das Außengewinde des Endabschnitts eine Überwurfmutter (86) aufgeschraubt ist, um das genannte Bauteil so festzuhalten, daß es in das Gehäuse hineinragt, und daß sich in dem Gehäuse ein ortsfestes Druckstück (38) befindet, das den Stift (98) des Ventileinsatzes in seiner in den Ventileinsatz hineingedrückten Lage hält, wenn sich das Bauteil in seiner Einbaulage in dem Gehäuse befindet.

   6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5> dadurch . gekennzeichnet, daß die Wellrohrmembran (66) dicht verschlossen isto

   Der Patentanwalt:

   609852/0245