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Dokumentenidentifikation DE4425398A1 26.01.1995
Titel Druckerfassungsgerät
Anmelder Nippondenso Co., Ltd., Kariya, Aichi, JP
Erfinder Tsuda, Hiroshi, Obu, Aichi, JP;
Iwase, Atsushi, Okazaki, Aichi, JP;
Nomura, Ken, Okazaki, Aichi, JP;
Matsui, Kazuma, Toyohashi, Aichi, JP
Vertreter Kuhnen, R., Dipl.-Ing.; Wacker, P., Dipl.-Ing. Dipl.-Wirtsch.-Ing.; Fürniß, P., Dipl.-Chem. Dr.rer.nat.; Brandl, F., Dipl.-Phys., Pat.-Anwälte; Hübner, H., Dipl.-Ing., Rechtsanw.; Winter, K., Dipl.-Ing.; Roth, R., Dipl.-Ing.; Röß, W., Dipl.-Ing.Univ.; Kaiser, J., Dipl.-Chem.Univ.Dr.rer.nat.; Pausch, T., Dipl.-Phys.Univ.; Henninger, B., Dipl.-Ing. Univ., Pat.-Anwälte, 85354 Freising
DE-Anmeldedatum 19.07.1994
DE-Aktenzeichen 4425398
Offenlegungstag 26.01.1995
Veröffentlichungstag im Patentblatt 26.01.1995
IPC-Hauptklasse G01L 9/14
IPC-Nebenklasse G01L 17/00   
Zusammenfassung Es wird ein Druckerfassungsgerät zum Erfassen des Luftdrucks in einem Fahrzeugreifen offenbart. In einem zylindrischen Gehäuse, das axial in paralleler Ausrichtung zu einem Radreifen befestigt ist, sind ein Einstellmagnet, ein Rotormagnet und ein Umkehrmagnet in koaxialer Anordnung vorgesehen, wobei der Rotormagnet mittels einer Welle drehbar und im Ansprechen auf einen Reifenluftdruck, der einem im Gehäuse befindlichen Faltenbalg zugeführt wird, axial verschiebbar gelagert ist. Wenn der Luftdruck normal ist, wird der Rotormagnet durch den Einstellmagneten angezogen. Wenn der Luftdruck abnimmt, wird der Rotormagnet durch die Bewegung des Faltenbalgs gelöst, durch die Abtoßungskraft des Umkehrmagneten gedreht und schließlich vom Umkehrmagneten angezogen. Durch diesen Vorgang wird die Position der Magnetpole des Rotormagneten umgekehrt, wobei diese Umkehr mittels einer Magnetfeld-Erfassungseinheit elektrisch erfaßt wird.

Beschreibung[de]

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Druckerfassungsgerät zum Erfassen des Drucks in einer Druckkammer und sie bezieht sich insbesondere auf ein Reifenluftdruckerfassungsgerät für Fahrzeuge.

Ein bekanntes Druckerfassungsgerät ist beispielsweise das in der JP-A-4-8609 offenbarte Reifenluftdruckerfassungsgerät. Bei diesem herkömmlichen Gerät ist ein Axialteil betrieblich mit einem elastischen Teil gekoppelt, das sich im Ansprechen auf den in einem Fahrzeugreifen herrschenden Luftdruck ausdehnt und zusammenzieht; das Axialteil ist weiterhin über ein Lager derart abgestützt, daß es in Übereinstimmung mit der Ausdehnung und dem Zusammenziehen des elastischen Teils axial verschiebbar ist. Ein rotierender Magnet bzw. Rotormagnet, dessen obere und untere Hälfte als Südpol bzw. als Nordpol magnetisiert ist, ist drehbar um den äußeren Umfangsbereich des Axialteils herum befestigt bzw. gelagert. Das Axialteil, das Lager und der Rotormagnet sind in einem Gehäuse beherbergt, wobei am äußeren Umfangsbereich dieses Gehäuses ein erster und zweiter Magnet aneinander angrenzend derart befestigt sind, daß ihre jeweiligen Magnetpole, die den Magnetpolen des Rotormagneten gegenüberliegen, ein Südpol bzw. ein Nordpol sind.

Der Rotormagnet ist so angeordnet, daß er sich in der Nähe des ersten Magneten befindet, wenn der Reifenluftdruck einen normalen Wert aufweist, und eine Anziehungskraft F1 zwischen dem Nordpol des ersten Magneten und dem Südpol des Rotormagneten ist so eingestellt, daß sie größer als eine Abstoßungskraft F2 zwischen dem Südpol des zweiten Magneten und dem Südpol des Rotormagneten ist. Der Rotormagnet wird daher in einem stationären Zustand gehalten.

Wenn sich der Reifenluftdruck so weit verringert, daß die Summe F1+F2 die Betätigungskraft des elastischen Teils überschreitet und das Axialteil zu derjenigen Position bewegt wird, bei der sich der Rotormagnet nahe beim zweiten Magneten befindet, wird die Anziehungskraft F1 kleiner als die Abstoßungskraft F2. Diese Abstoßungskraft F2 wirkt auf den Rotormagneten als Drehkraft ein, die eine entsprechende Drehung des Rotormagneten hervorruft.

Es ist daher möglich, durch Erfassen von Änderungen in der Position der Magnetpole des Rotormagneten, die durch die Drehung des Rotormagneten hervorgerufen werden, festzustellen, ob der Reifenluftdruck normal oder abnormal ist.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Druckerfassungsgerät zu schaffen, das sich durch eine hervorragende Genauigkeit bei der Erfassung von Druckänderungen in einer Druckkammer auszeichnet, eine kompakte Größe aufweist und sich aus weniger Einzelteilen fertigen läßt. Weiterhin soll mit der Erfindung ein entsprechendes Reifenluftdruckerfassungsgerät zum Erfassen des Luftdrucks in einem Fahrzeugreifen geschaffen werden.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß mit den im Anspruch 1 angegebenen Maßnahmen gelöst.

Bei dem erfindungsgemäßen Druckerfassungsgerät wird demnach der in einer Druckkammer wie beispielsweise im Inneren eines Fahrzeugreifens herrschende Druck in ein druckempfindliches Teil bzw. in ein auf einen Druck ansprechendes Teil eingeleitet, das sich axial in einem Gehäuse bewegt. Ein drehbar um eine Welle gelagerter Rotormagnet wird von einem Einstellmagneten angezogen, um eine festgelegte Position seiner Magnetpole beizubehalten, wenn der Druck hoch genug ist. Mittels eines am Gehäuse befestigten Umkehrmagneten wird der Rotormagnet durch die Bewegung des druckempfindlichen Teils von dem Einstellmagneten wegbewegt und so gedreht, daß er seine Magnetpolposition so weit umkehrt, bis er die andere feste Position einnimmt, wenn sich der Druck unter den normalen Druck verringert. Diese Umkehr wird von einer Magnetismus- bzw. Magnetfeld-Erfassungseinheit erfaßt, die außerhalb des Gehäuses vorgesehen ist. Der Einstellmagnet kann am druckempfindlichen Teil befestigt sein, um mit diesem bewegbar zu sein, oder er kann am Gehäuse befestigt sein.

Falls das erfindungsgemäße Gerät zum Erfassen eines Reifenluftdrucks verwendet wird, ist das Gehäuse so an einer Felge eines Fahrzeugrads befestigt, daß es axial parallel zu dem Fahrzeugrad verläuft, wobei die Magnetfeld-Erfassungseinheit in einer festgelegten Beziehung bzw. ortsfesten Lage zu einem Fahrzeug-Fahrgestell (Chassis) angeordnet ist.

Die Erfindung wird nachstehend anhand der Beschreibung von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 anhand einer schematischen Ansicht den Gesamtaufbau eines ersten Ausführungsbeispiels des erfindungsgemäßen Reifenluftdruckerfassungsgeräts;

Fig. 2 anhand einer Querschnittsansicht eine in Fig. 1 gezeigte Druckerfassungseinheit;

Fig. 3 anhand einer Querschnittsansicht eine in Fig. 1 gezeigte Magnetfeld-Erfassungseinheit;

Fig. 4 in einer perspektivischen Darstellung die jeweilige Gestalt eines Rotormagneten, feststehender Magnete sowie eines Umkehrmagneten, die allesamt in Fig. 1 gezeigt sind;

Fig. 5 bis 7 schematische Darstellungen zur Erläuterung der Arbeitsweise dieses ersten Ausführungsbeispiels;

Fig. 8 bis 10 Signalkurven, die den zeitlichen Verlauf des Ausgangssignals der in Fig. 3 gezeigten Magnetfeld-Erfassungseinheit zeigen;

Fig. 11 anhand einer Querschnittsansicht eine Druckerfassungseinheit gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel der Erfindung;

Fig. 12 anhand einer Querschnittsansicht eine Druckerfassungseinheit gemäß einem dritten Ausführungsbeispiel der Erfindung;

Fig. 13 anhand einer Querschnittsansicht eine Druckerfassungseinheit gemäß einem vierten Ausführungsbeispiel der Erfindung;

Fig. 14 eine schematische Darstellung zur Erläuterung der Arbeitsweise des vierten Ausführungsbeispiels;

Fig. 15 ein Kennliniendiagramm, das Druckerfassungsbereiche für den Fall zeigt, daß der Druck in zwei Bereiche aufgeteilt ist;

Fig. 16 ein Kennliniendiagramm, das Druckerfassungsbereiche für den Fall zeigt, daß der Druck in drei Bereiche aufgeteilt ist;

Fig. 17 bis 19 anhand von Signaldiagrammen jeweilige Ausgangssignale der Magnetfeld-Erfassungseinheit;

Fig. 20 ein Kennliniendiagramm, das Druckerfassungsbereiche für den Fall zeigt, daß der Druck in n Bereiche aufgeteilt ist;

Fig. 21 bis 25 anhand von perspektivischen Darstellungen den jeweiligen Aufbau des Rotormagneten bei weiteren Ausführungsbeispielen der Erfindung;

Fig. 26 anhand einer perspektivischen Darstellung eine alternative Ausführungsform eines festen Magneten und eines Umkehrmagneten; und

Fig. 27 anhand einer Querschnittsansicht eine Druckerfassungseinheit gemäß einem fünften Ausführungsbeispiel der Erfindung.

In Fig. 1 ist schematisch ein erstes Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt, bei dem ein Fahrzeugrad einen Gummireifen 21 und eine Felge 23 aufweist, die mit Hilfe von Radschrauben 25 an einer Radachse 27 befestigt ist. Ein Stoßdämpfer 33 weist ein unteres, mit einer Nabe 31 gekoppeltes Ende sowie ein oberes, mit einem (nicht gezeigten) Fahrzeug-Fahrgestell bzw. -Chassis gekoppeltes Ende auf. Eine später noch näher beschriebene Druckerfassungseinheit 1 ist am äußeren Umfang der Felge 23 derart befestigt, daß sie innerhalb einer durch den Reifen 21 und die Felge 23 definierten Druckkammer positioniert ist und sich während der Bewegung des Fahrzeugs dreht. Eine Magnetismus- bzw. Magnetfeld-Erfassungseinheit 2 ist an einem stationären Teil oder Fahrgestell des Fahrzeugs befestigt, um den Magnetismus bzw. das Magnetfeld der Druckerfassungseinheit 1 zu erfassen und in ein entsprechendes elektrisches Signal umzusetzen. Eine (nachfolgend mit ECU bezeichnete) elektronische Steuereinheit 10 ist über eine Signalleitung 43 mit der Magnetfeld-Erfassungseinheit 2 verbunden, um das elektrische Ausgangssignal der Erfassungseinheit 2 zu empfangen, und eine Anzeigeeinheit 11 ist an die ECU 10 angeschlossen, um den erfaßten Reifenluftdruck im Ansprechen auf ein Ausgangssignal der ECU 10 anzuzeigen.

In der in Fig. 2 im Detail dargestellten Druckerfassungseinheit 1 sind ein zylindrischer Rahmen 13 und ein scheibenförmiger Flansch 12 miteinander verschweißt und in einer luftdicht geschlossenen inneren Druckkammer 17 des Rahmens 13 herrscht ein Referenzdruck. Im Flansch 12 ist ein Durchgangsloch 6 ausgebildet, um über dieses den Reifenluftdruck in eine Innenkammer eines mit dem Flansch 12 verschweißten metallenen Faltenbalgs 5 einzuführen. Eine Führung 16 ist an der linken Seite des Faltenbalgs 5 angeschweißt und ein Einstellmagnet 4 von ringförmiger oder zylindrischer Gestalt ist fest mit der linken Seite der Führung 16 verbunden, so daß die Führung 16 und der Einstellmagnet 4 in Übereinstimmung mit der Ausdehnung und dem Zusammenziehen des Faltenbalgs 5, der auf Änderungen im innerhalb des Reifen herrschenden Luftdrucks anspricht, innerhalb des Rahmens 13 axial miteinander gleiten. In der Führung 16 ist an ihrer linken Seite ein axialer Durchgang bzw. eine axiale Ausnehmung 16a ausgebildet. Eine Welle 9 ist verschiebbar in den Einstellmagneten 4 und die Ausnehmung 16a eingefügt. Die Ausnehmung 16a ermöglicht es der Führung 16, sich relativ zur Welle 9 axial zu bewegen, wenn sich die Führung 16 mit dem Faltenbalg 5 axial bewegt. Zu diesem Zweck ist das rechte Ende der Welle 9 nicht an der Führung 16 befestigt und weist einen kleineren Durchmesser als der Innendurchmesser der Ausnehmung 16a auf, so daß sie innerhalb der Ausnehmung 16a unter Abstand zur Führung 16 frei bewegbar ist. Ein zylindrischer Drehmagnet bzw. Rotormagnet 3 mit einem Innendurchmesser, der größer als der Außendurchmesser der Welle 9 ist, ist drehbar am äußeren Umfang der Welle 9 gelagert.

In einer Kappe bzw. Abdeckung 14 ist eine axiale Ausnehmung 14a ausgebildet, in die der linke Endabschnitt der Welle 9 eingeschraubt ist. Um den äußeren Umfang der Ausnehmung 14a herum ist ein Umkehrmagnet 8 mit ringförmiger oder zylindrischer Gestalt beispielsweise durch eine Preßpassung befestigt, um innerhalb der Abdeckung 14 in der gewünschten Position gehalten zu werden. Ein Anschlag 15 ist an der Welle 9 am linken Ende des Rotormagneten 3 derart befestigt, daß die zwei Magnete 3 und 8 durch eine vorbestimmte Entfernung voneinander beabstandet sind. Eine Feder 7 ist in der Druckkammer 17 angeordnet und mit dem Rahmen 13 an ihrem rechten Ende verbunden, um eine axiale Bewegung des Rotormagneten 3 zu stoppen; weiterhin löst die Feder aufgrund ihrer Federkraft den Rotormagneten 3 vom Einstellmagneten 4 ab, wenn sich der Rotormagnet 3, der Einstellmagnet 4 und die Führung 16 in der in der Figur gezeigten Darstellung zusammen in Richtung nach rechts bewegen. Die Erfassungseinheit 1 ist in der Reifenluftdruckkammer derart angeordnet, daß ihre Zylinderachse parallel zur Radachse verläuft.

Wie aus der Darstellung der Fig. 4 hervorgeht, sind der Rotormagnet 3, der Einstellmagnet 4 und der Umkehrmagnet 8 Permanentmagnete mit zylindrischer Gestalt, die bezüglich derjenigen Achse, durch die die Welle 9 verläuft, in einen Nordpol und einen Südpol aufgeteilt sind. Der Einstellmagnet 4 und der Umkehrmagnet 8 sind so angeordnet, daß der Südpol des ersteren dem Nordpol des letzteren und der Nordpol des ersteren dem Südpol des letzteren jeweils gegenüberliegt.

In der in Fig. 3 näher gezeigten Magnetfeld-Erfassungseinheit 2 besteht ein magnetischer Kern 63 aus Eisen oder nichtmagnetisiertem Ferritmaterial, wobei eine Wicklung 65, die aus mit Isolationsmaterial bedecktem leitfähigen Draht besteht, um eine Harzspule 67 herumgewickelt ist, die um den Kern 63 herum angeordnet ist. Ein derartiger Aufbau der Magnetfeld-Erfassungseinheit 2 ist im Stand der Technik bekannt.

Die Arbeitsweise dieses ersten Ausführungsbeispiel wird nachfolgend unter Bezugnahme auf die Fig. 5 bis 10 näher erläutert.

Solange der in den Faltenbalg eingeführte Reifenluftdruck normal oder hoch genug ist, dehnt sich der Faltenbalg 5 aus und bewegt dadurch die Führung 16 und den Einstellmagneten 4 gemeinsam in Richtung nach links und der Rotormagnet 3 und der Einstellmagnet 4 bleiben gemäß der Darstellung in Fig. 5 aneinander angezogen. In diesem Zustand führt die Magnetfeld-Erfassungseinheit 2 der ECU 10 bei jeder Radumdrehung ein Signal zu. Wenn sich der Reifenluftdruck demgegenüber verringert, bleiben der Rotormagnet 3 und der feste Magnet bzw. Einstellmagnet 4 aneinander angezogen und bewegen sich in der Darstellung der Figur in Richtung nach rechts, da sich der Faltenbalg 5 zusammenzieht. Wenn sich der Reifenluftdruck weiter verringert, bewegt sich der Rotormagnet 3 weiter in axialer Richtung, wobei der Einstellmagnet 4 in Berührung mit der Feder 7 gerät und diese zusammendrückt. Wenn die Federkraft der Feder 7 die gegenseitige Anziehungskraft der Magnete 3 und 4 übersteigt, wird der Rotormagnet 3 durch die Feder 7 vom Einstellmagneten 4 getrennt. Da sich der Rotormagnet 3 aufgrund dieser Bewegung nunmehr näher beim Umkehrmagneten 8 als beim Einstellmagneten 4 befindet, beginnt der Rotormagnet 3, sich infolge der Abstoßungskraft des Umkehrmagneten 8 zu drehen, wie dies in den Fig. 6 und 7 dargestellt ist. Daraufhin wird der Rotormagnet 3 in Richtung nach links durch die Anziehungskraft des Umkehrmagneten 8 angezogen, bis der Anschlag 15 mit dem Umkehrmagneten 8 in Berührung kommt. In dieser Arbeitsfolge wird die Position der Magnetpole des Rotormagneten 3 umgekehrt und das der ECU 10 von der Magnetfeld- Erfassungseinheit 2 zugeführte Signal ändert sich ebenfalls, wie dies in den Fig. 9 und 10 gezeigt ist. Diese Signaländerung wird von der ECU 10 erfaßt und die Anzeigeeinheit 11 wird so angesteuert, daß die entsprechende Verringerung des Reifenluftdrucks angezeigt wird.

Wenn sich der Reifenluftdruck aus diesem Zustand mit geringem Druck wieder erhöht, dehnt sich der Faltenbalg 5 aus, wodurch der Einstellmagnet 4 in Richtung nach links bewegt wird. Wenn sich der Einstellmagnet 4 näher zum Rotormagneten 3 bewegt, wird der Rotormagnet 3 durch die Abstoßungskraft des Einstellmagneten 4 gedreht und daraufhin aufgrund der gegenseitigen Anziehungskraft der beiden Magnete 3 und 4 zum Einstellmagneten 4 hin angezogen. Die Position der Magnetpole des Rotormagneten 3 wird daher wieder auf ihre anfängliche oder Normalposition eingestellt.

Es ist ersichtlich, daß dieses erste Ausführungsbeispiel folgende Vorteile aufweist:

  • (1) Jegliche Abnormalität des Reifenluftdrucks kann sicher erfaßt werden, solange sich der Reifen in Drehung befindet, und zwar aufgrund der Verwendung der Anziehungskraft und der Abstoßungskraft der Magnete.
  • (2) Die Fliehkräfte des rotierenden Reifens können die Betriebssicherheit nicht negativ beeinflussen, da die Druckerfassungseinheit 1 axial parallel zu den Radachsen angeordnet ist und da der Rotormagnet 3 koaxial zu und nicht exzentrisch gegenüber der Achse der Welle 9 angeordnet ist. Daher wird während der Reifenumdrehung keinerlei Kraft auf den Rotormagneten 3 ausgeübt, die den Rotormagneten 3 zu drehen vermag, so daß keine komplizierte Struktur erforderlich ist, um den Rotormagneten 3 in seiner stationären Position zu halten.
  • (3) Die Stopp- bzw. Anhalteposition des Rotormagneten 3 im Falle der Wiederherstellung des Normalzustands des Reifenluftdrucks muß nicht eingestellt bzw. justiert werden, da die Anziehungskraft und die Abstoßungskraft der Magnete ausgenutzt wird.
  • (4) Eine anfängliche Abnahme des Reifenluftdrucks kann erfaßt werden, solange sich dieser allmählich verringert.


Bei dem in Fig. 11 gezeigten zweiten Ausführungsbeispiel der Erfindung ist der Umkehrmagnet 8 mittels einer Preßpassung axial in den Rahmen 13 an der rechten Seitenwand der Druckkammer 17 eingefügt und die Welle 9 ist in die Führung 16 eingeschraubt. Infolge dieser Anordnung ist keine Feder erforderlich, da der Rotormagnet 3 vom Einstellmagneten 4 durch die Abstoßungskraft des Umkehrmagneten 8 gelöst wird, wenn er sich nach rechts bewegt und dem Umkehrmagneten 8 nahe genug kommt.

Bei dem in Fig. 12 gezeigten dritten Ausführungsbeispiel der Erfindung ist der Umkehrmagnet 8 am äußeren Umfang der Druckkammer 17 angeordnet.

Bei dem in Fig. 13 gezeigten vierten Ausführungsbeispiel der Erfindung sind die Welle 9, der Rahmen 13 und die Abdeckung 14 miteinander verschweißt und der Faltenbalg 5 ist an der Abdeckung 14 und der axial verschiebbaren Führung 16 festgeschweißt. Die Bewegung des Rotormagneten 3 in Richtung nach rechts ist durch einen Anschlag auf der Welle 9 begrenzt. Der Einstellmagnet 4 und der Umkehrmagnet 8 sind an der Führung 16 bzw. der Welle 9 derart befestigt, daß die Positionen der Magnetpole der jeweiligen Magnete 3, 4 und 8 die gleiche gegenseitige Beziehung wie bei den vorangehenden Ausführungsbeispielen aufweisen. Die Feder 7 ist zwischen die Führung 16 und die Welle 9 eingefügt. In einem Durchgangsloch 6 ist ein Filter 19 angeordnet.

Die Arbeitsweise dieses vierten Ausführungsbeispiels wird nachfolgend unter Bezugnahme auf die Fig. 13 und 14 näher erläutert.

Solange der Reifenluftdruck normal bleibt, befindet sich der Faltenbalg 5, in den der Reifenluftdruck über das Filter 19 eingeleitet wird, im ausgedehnten Zustand, wodurch die Feder 7 zusammengedrückt wird und der Rotormagnet 3 und der Einstellmagnet 4 aneinander angezogen werden.

Falls sich der Reifenluftdruck demgegenüber verringert, zieht sich der Faltenbalg 5 zusammen, wodurch der Einstellmagnet 4 zusammen mit der Führung 16 durch die Rückholkraft der Feder 7 in Richtung nach rechts axial bewegt wird. Die axiale Bewegung des Rotormagneten 3 nach rechts wird durch den Anschlag der Welle 9 begrenzt. Durch diese Wegbewegung des Einstellmagneten 4 vom Rotormagneten 3 beginnt der Rotormagnet 3 aufgrund der Abstoßungskraft des Umkehrmagneten 8 zu drehen, bis er durch die Anziehungskraft des Umkehrmagneten 8 gemäß der Darstellung in Fig. 14 in entsprechender Position gehalten wird. In dieser Betriebs folge ändert sich das der ECU 10 von der Magnetfeld-Erfassungseinheit 2 zugeführte Signal gemäß der jeweiligen Darstellung in den Fig. 8 bis 10, wodurch die Verringerung des Reifenluftdrucks auf die gleiche Weise wie bei den vorhergehenden. Ausführungsbeispielen erfaßt werden kann. Falls der Reifenluftdruck wieder auf den normalen Zustand zurückgebracht wird, erhält man bei diesem vierten Ausführungsbeispiel den gleichen Arbeitsablauf wie bei den vorhergehenden Ausführungsbeispielen, so daß eine weitere Erläuterung an dieser Stelle entbehrlich ist.

Bei dem in Fig. 27 gezeigten fünften Ausführungsbeispiel der Erfindung, das eine Modifikation des in Fig. 11 gezeigten zweiten Ausführungsbeispiels darstellt, ist das Ende der Welle 9 in die Führung 16 eingeschraubt, so daß die Welle 9 betrieblich so verbunden ist, daß sie auf die Bewegung des Faltenbalgs 5 wie beim zweiten Ausführungsbeispiel anspricht. Jedoch sind der Einstellmagnet 4 und der Umkehrmagnet 8, die die gleiche zylindrische Gestalt aufweisen, Seite an Seite in der inneren Umfangswand des Rahmens 13 unter Ausbildung eines axialen Zwischenraums befestigt. Die gegenseitige Beziehung der Magnete 3, 4 und 8 ist so festgelegt, daß die axialen Seitenendflächen des Rotormagneten 3 radial mit den axial gegenüberliegenden Endflächen der Magnete 4 und 8 ausgerichtet sein können. Es ist ersichtlich, daß dieses Ausführungsbeispiel in gleicher Weise arbeitet, wie das zweite Ausführungsbeispiel.

Die voranstehend beschriebenen Ausführungsbeispiele der Erfindung können auf verschiedene Weise modifiziert werden; einige Beispiele hierfür werden nunmehr erläutert.

  • (1) Die Luftdichtheit der Druckkammer 17 kann anstelle durch Schweißen auch durch Verkleben oder Verstemmen herbeigeführt werden.
  • (2) Der Faltenbalg 5 kann auch so angeordnet werden, daß er sich zusammenzieht, wenn der Reifenluftdruck normal ist, und sich ausdehnt, wenn der Reifenluftdruck abnimmt. Das heißt, er kann den in Fig. 7 gezeigten Zustand einnehmen, falls ein normaler Luftdruck vorliegt, bzw. den in Fig. 5 gezeigten Zustand, falls der Luftdruck abnimmt.
  • (3) Beim ersten, dritten und vierten Ausführungsbeispiel kann der Grenzwert des Luftdrucks, bei dem die Magnetpole des Rotormagneten 3 umgekehrt werden und eine Warnanzeige als Hinweis auf die Abnahme des Reifenluftdrucks angezeigt wird, durch Änderung der Federkonstante der Feder 7 nach freiem Ermessen eingestellt werden. Da die Feder 7 die mit dem Reifenluftdruck ausbalancierte Belastung bzw. Kraft liefert, ist eine stabile Bewegung des Einstellmagneten 4 sichergestellt und derjenige Druck, bei dem die Warnmeldung erfolgt, kann genau eingestellt werden.
  • (4) Die vorangehenden Ausführungsbeispiele sind gemäß der Darstellung in Fig. 15 auf den Fall gerichtet, daß erfaßt wird, ob sich der Reifenluftdruck bezüglich des Referenz- oder Grenzwertdrucks P1, der durch die Federkonstante der Feder 7 festgelegt wird, in einem Hochdruckbereich I oder in einem Niedrigdruckbereich II befindet. Falls eine noch genauere Druckerfassung gewünscht ist, wie dies beispielsweise anhand der Bereiche I, II und III der Fig. 16 dargestellt ist, können zwei Druckerfassungseinheiten verwendet werden. Das heißt, es können zwei Druckerfassungseinheiten 1a und 1b, die jeweilige Grenz-Druckwerte P1 und P2 (P1 > P2) aufweisen, auf der Felge 23 befestigt werden.


Da in der Darstellung der Fig. 16 beide Druckerfassungseinheiten 1a und 1b bei Vorliegen eines Normaldruckzustands im Druckbereich I arbeiten, führt das von der Magnetfeld- Erfassungseinheit 2 pro einer Umdrehung des Reifens erzeugte Signal zu der in Fig. 17 gezeigten Kurvenform. Im Druckbereich II arbeitet die Druckerfassungseinheit 1a im Zustand des verringerten Drucks (abnormalen Drucks), während die Druckerfassungseinheit 1b im Bereich des Normaldrucks arbeitet. Das von der Magnetfeld-Erfassungseinheit 2 pro einer Umdrehung aus gegebene Signal führt daher zu der in Fig. 18 gezeigten Kurvenform. Im Druckbereich III arbeiten beide Druckerfassungseinheiten 1a und 1b im Zustand des verringerten Drucks, so daß das von der Magnetfeld-Erfassungseinheit 2 pro einer Umdrehung des Reifens aus gegebene Signal zu der in Fig. 19 gezeigten Signalform führt. Folglich ist es möglich, den Reifenluftdruck dadurch präziser zu erfassen, daß anhand der Kurvenformen der von der Magnetfeld-Erfassungseinheit 2 während der Reifenumdrehung erzeugten Signale entschieden wird, in welchem Bereich der Fig. 16 sich der Reifenluftdruck befindet.

Mit einer Vielzahl (n) von Druckerfassungseinheiten 1, die an der Felge 23 befestigt sind und jeweils unterschiedliche Grenz-Druckwerte P1, P2 . . . Pn aufweisen, ist es gemäß der Darstellung in Fig. 20 möglich, insgesamt n+1 Druckbereiche zu erfassen.

  • (5) Der Rotormagnet 3 muß keine zylindrische Form haben, sondern kann auch irgendeine andere Gestalt aufweisen, sofern die Magnetpole bezüglich der Richtung, in der die Welle verläuft aufgeteilt sind. Gemäß der Darstellung in Fig. 21 kann er beispielsweise die Gestalt eines rechteckförmigen Körpers oder auch die Gestalt eines vielwinkligen Körpers aufweisen. Gemäß der Darstellung in Fig. 22 kann eine Vielzahl von Magneten vorgesehen werden. Um die Rotation des Rotormagneten selbst unter dem Einfluß einer auf ihn eingeübten Zentrifugalkraft zu unterstützen, kann er gemäß der Darstellung in Fig. 23 in einer teilweise ausgeschnittenen Gestalt geformt werden oder gemäß der Darstellung in Fig. 24 oder 25 in Form eines länglichen oder zylindrischen Magneten mit einer exzentrischen Drehachse ausgebildet werden.
  • (6) Sowohl der feste Magnet bzw. Einstellmagnet 4 als auch der Umkehrmagnet 8 können gemäß der Darstellung in Fig. 26 durch eine Vielzahl von Magneten gebildet werden, solange die jeweiligen Polaritäten der einander axial gegenüberliegenden Magneten entgegengesetzt sind.


Vorstehend wurde ein Druckerfassungsgerät zum Erfassen des Luftdrucks in einem Fahrzeugreifen offenbart. In einem zylindrischen Gehäuse, das axial in paralleler Ausrichtung zu einem Radreifen befestigt ist, sind ein Einstellmagnet, ein Rotormagnet und ein Umkehrmagnet in koaxialer Anordnung vorgesehen, wobei der Rotormagnet mittels einer Welle drehbar und im Ansprechen auf einen Reifenluftdruck, der einem im Gehäuse befindlichen Faltenbalg zugeführt wird, axial verschiebbar gelagert ist. Wenn der Luftdruck normal ist, wird der Rotormagnet durch den Einstellmagneten angezogen. Wenn der Luftdruck abnimmt, wird der Rotormagnet durch die Bewegung des Faltenbalgs gelöst, durch die Abstoßungskraft des Umkehrmagneten gedreht und schließlich vom Umkehrmagneten angezogen. Durch diesen Vorgang wird die Position der Magnetpole des Rotormagneten umgekehrt, wobei diese Umkehr mittels einer Magnetfeld-Erfassungseinheit elektrisch erfaßt wird.


Anspruch[de]
  1. 1. Druckerfassungsgerät, mit:

    einer auf Druck ansprechenden Einrichtung (5, 16), die dazu eingerichtet ist, im Ansprechen auf einen an sie angelegten Druck bewegt zu werden;

    einer Einstellmagneteinrichtung (4) mit Magnetpolen; einer Umkehrmagneteinrichtung (8), deren Magnetpole in entgegengesetzter Beziehung zu der Einstellmagneteinrichtung (4) angeordnet sind und die von der Einstellmagneteinrichtung (4) beabstandet ist;

    einer Rotormagneteinrichtung (3), die drehbar und axial relativ zu der Einstellmagneteinrichtung (4) und der Umkehrmagneteinrichtung (8) bewegbar gelagert ist, wobei die Rotormagneteinrichtung (3) von der Einstellmagneteinrichtung (4) derart angezogen wird, daß die Position ihrer Magnetpole in einer ersten Position gehalten wird, wenn sich die auf Druck ansprechende Einrichtung (5, 16) in eine erste Richtung bewegt, und wobei die Rotormagneteinrichtung (3) durch die Umkehrmagneteinrichtung (8) abgestoßen und derart gedreht wird, daß die Position ihrer Magnetpole zu einer zweiten, der ersten Position entgegengesetzten Position umgekehrt wird, wenn sich die auf Druck ansprechende Einrichtung (5, 16) in eine zweite, zur ersten Richtung entgegengesetzte Richtung bewegt; und

    einer Magnetfeld-Erfassungseinrichtung (2) zum Erfassen einer Änderung in der Position der Magnetpole der Rotormagneteinrichtung (3) und zum Erzeugen eines dies anzeigenden Signals.
  2. 2. Druckerfassungsgerät nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch:

    eine zylindrische Gehäuseeinrichtung (12, 13, 14), die die auf Druck ansprechende Einrichtung (5, 16), die Einstellmagneteinrichtung (4), die Umkehrmagneteinrichtung (8) und die Rotormagneteinrichtung (3) beherbergt; und

    eine Welleneinrichtung (9), die koaxial innerhalb der Gehäuseeinrichtung (12, 13, 14) angeordnet ist und auf der die Rotormagneteinrichtung (3) drehbar und axial verschiebbar gelagert ist.
  3. 3. Druckerfassungsgerät nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Rotormagneteinrichtung (3) in einer zylindrischen und koaxial zur Welleneinrichtung (9) verlaufenden Gestalt geformt ist, die Einstellmagneteinrichtung (4) in einer zylindrischen Gestalt geformt und koaxial zu der Welleneinrichtung (9) angeordnet ist und daß die Umkehrmagneteinrichtung (8) an der Gehäuseeinrichtung (12, 13, 14) befestigt ist.
  4. 4. Druckerfassungsgerät nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Einstellmagneteinrichtung (4) an der auf Druck ansprechenden Einrichtung (5, 16) befestigt ist, um mit dieser bewegbar zu sein.
  5. 5. Druckerfassungsgerät nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Umkehrmagneteinrichtung (8) in einer zylindrischen Gestalt geformt ist und an einer der auf Druck ansprechenden Einrichtung (5, 16) gegenüberliegenden Stelle derart befestigt ist, daß die Rotormagneteinrichtung (3) axial dazwischenliegt, und daß die Welleneinrichtung (9) an der Gehäuseeinrichtung (13) an ihrem einen Ende in der Nähe der Umkehrmagneteinrichtung (8) befestigt ist.
  6. 6. Druckerfassungsgerät nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Umkehrmagneteinrichtung (8) an einer Stelle in der Nähe der auf Druck ansprechenden Einrichtung (5, 16) befestigt ist und daß die Welleneinrichtung (9) an der auf Druck ansprechenden Einrichtung (5, 16) an ihrem einen Ende in der Nähe der Umkehrmagneteinrichtung (8) befestigt ist.
  7. 7. Druckerfassungsgerät nach Anspruch 4, gekennzeichnet durch eine Federeinrichtung (7), die innerhalb der Gehäuseeinrichtung (12, 13, 14) angeordnet ist, um die Rotormagneteinrichtung (3) von der Einstellmagneteinrichtung (4) gegen die Anziehungskraft der Einstellmagneteinrichtung (4) zu lösen, wenn sich die auf Druck ansprechende Einrichtung (5, 16) in die zweite Richtung bewegt.
  8. 8. Druckerfassungsgerät nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Einstellmagneteinrichtung (4) an der Gehäuseeinrichtung (12, 13, 14) befestigt und gegenüber der Umkehrmagneteinrichtung (8) axial beabstandet ist, und daß die Welleneinrichtung (9) an der auf Druck ansprechenden Einrichtung (5, 16) an ihrem einen Ende befestigt ist, um sich mit dieser axial zu bewegen.
  9. 9. Druckerfassungsgerät nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Gehäuseeinrichtung (12, 13, 14) in einer durch einen Reifen (21) und eine Felge (23) eines Fahrzeugrads definierten Luftdruckkammer befestigt ist.
  10. 10. Druckerfassungsgerät nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Gehäuseeinrichtung (12, 13, 14) so angeordnet ist, daß sie axial parallel mit dem Fahrzeugrad verläuft.






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