DE2441313A1 - Druckwarnvorrichtung fuer einen luftreifen o.dgl. - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich allgemein auf Reifendruckwarnsysterne und insbesondere auf eine Vorrichtung zum Liefern von Warnsignalen an ©inen Fahrer bzw· eine Bedienungsperson für den Fall, daß in einem Reifen zu hoher oder zu niedriger Luftdruck vorhanden ist. Die Erfindung bezieht sich weiterhin auf eine Vorrichtung für automatisches Wiederauffüllen vqn Luft , die aus einem Reifen verlorengegangen oder entwichen ist, während das Fahrzeug sich in Bewegung befindet, und zwar als eine Einrichtung zum Minimieren der Wirkungen des Entweichens von Luft«

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Reifendruckwarnvorrichtüng zu schaffen mit Speicher- bzw. Gedächtniskapazität für den Pail einer beträchtlichen Änderung des Reifendrucks, die sich ergibt, während der Fahrer nicht im Fahrzeug ist«, Ein noch anderer Zweck der Erfindung besteht darin, eine'Reifendruckwarnvorriehtung zu schaffen, die mit einer automatischen Druckwiederherstellungseinrichtung versehen ist, die arbeitet, während das Fahrzeug sich in Bewegung oder im Stillstand befindet. Di© Erfindung schafft eine Reifendruckwarnvorrichtung mit einer auf Druck ansprechenden Einrichtung, die an dem Schaft oder dem Rad eines Luftreifens aagebraeht werden kann und ein Schallsignal oder ein Ultraschallsignal immer dann aussenden kann₉ wenn der Druck im Reifen einen maximalen oder ®in@n minimalen Wert überschreitet. Jede Einrichtung umfaßt einen federbelasteten Kolben, der für Hin- und Herbewegung in ©inem Zylinder angebracht ist, der an in axialem Abstand voneinander liegenden Stellen mit öffnungen versehen ist«, Sie Bewegung des Kolbens bei Ansprechen auf ©ine Änderung des Reifendrucks führt zum öffnen und Schließen der öffnungen, um Luft zu einem signal erzeugenden Teil der Vorrichtung zu liefern, wobei typisch ein® Abgabeöffnung so gestaltet ist, daß eine scharf tönend® Pfeife geschaffen ist« Eist® Schall- oder Ultraschallabfühleinrichtung ist nahe federn- lad angeordnet und sie ist typisch in ortsfester Stellung in der Radausnehmung des Fahrzeugrahmens angebracht. Jeder Detektor bzw. Aufnehmer ist über einen Verstärkungskreis an eine Alarmeinrichtung in dem Fahrzeug geschaltet, die typisch an dem Armaturenbrett angebracht ist, so daß der Fahrer immer dann aufmerksam gemacht wird, wenn die Einrichtung zufolge hohen oder niedrigen Luftdrucks in irgendeinem Reifen betätigt wird.

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©in Luftreifen 16 montiert ist«, Di© Einrichtung 10 umfaßt ein Gehäuse 18₉ welches typisch von zylindrischer Ausführung ist und welches an seinem oberen Ende mittels einer Kappe 20 verschlossen und an seinem unteren Ende mit einer Gewindefassung 22 versehen ist, mittels welcher ©in Schraubeingriff mit dem Ventilschaft 12 ermöglicht ist« Die Kappe 20 wird am Oberende des Gehäuses 18 mittels ©ines Ringkörpers 24 gehalten, der mit zusammenarbeitenden Schultern 26 und 28 im Eingriff steht₉ die an der Kappe bzwo am oberen Ende des Gehäuses 18 gebildet sind*

Di® Kappe 20 ist mit einer mittleren öffnung 30 gebildet, durch welche sich eine Stange 32 erstreckt, die von ©inem Kolben 34- getragen ist, der hin- und herbewegbar in einer zylindrischen Kammer 36 in dem Gehäuse 18 getragen istο Die Stange 32 ist mit einem mittleren Durchgang gebildet_s der an seinem oberen Teil in divergierenden öffnungen 40 endet, die sich zur Atmosphäre öffnen, mod der an seinem unteren Teil in einem radialen Durchgang 42 endet, der mit dem Inneren des Zylinders oberhalb des Kolbens 34 in Verbindung steht«, Die Stange 32 geht durch die öffnung 30 hindurch_$ in dsr die Stange verschiebbar abgedichtet ist, und zwar mittels eines 0-Ringes 44₉ d©r in einer ringförmigen Ausnehmung in der Kappe angeordnet ist©

Dar Kolben 34 ist gewöhnlich mittels einer zusammengedrückten Schraubenfeder 46 nach unten gedrückt, die Epischen der Kappe 20 und dem Oberende des Kolbens 34 angeordnet ist« Die !Feder 46 ist so ausgewählt, daß sie, genügend Kraft hat, den Kolben 3.4 in einer ausbalancierten Stellung zwischen zwei in axialem Abstand voneinander befindlichen öffnungen 48 und 50 zu halten, von denen die öffnung 48 gewöhnlich oberhalb des Kolbens 34» und di© öffnung 5° gewöhnlich unterhalb des Kolbens 34- liegt·

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von dem !Fühler 64 aufgenommen wird«, In gleicher Weise wird₉ wenn der Druck innerhalb des Reifens zunimmt und einen vorbestimmten Grenzwert überschreitet, der Kolben nach oben gedrückt gegen die Kraft der Feder 46, bis er sich an der oberen öffnung 48 vorbeibewegt_e In dieser oberen Stellung strömt eine kleine Luftmeng® rund.um den Kolben und strömt durch den Durchgang 42 ₉ deii Durchgang 38 und die öffnungen 4O₉ so daß wiederum ein Schallsignal oder ültraschallsignal erzeugt wird₉ welches voa dem Fühler aufgenommen wirdo

Di© O-Ringe 44 und 54 sind vorzugsweise aus einem Material geringer Reibung hergestellt© Ein Material wie Polytetrafluorethylen ("Teflon") ododgla, ist annehmbar, jedoch sind auch andere elastomere O-Ringe geringer Reibung verfügbar^ die eine gute Gleitdiehtung schaffen und sehr geringe Reibungskräfte erzeugen«. Beispielsweise können auf geringe Reibung behandelte 0=Ring® mit ausgezeichneten Eigenschaften verwendet werden₉- di© von d©r Parker Seal Company of Culver City, Kalifornien^ geliefert werden· Andere Teile der Einriehtung₉ beispielsweise das Gehäuse 18, der Kolben 34 uBd die Stang® 32₉ können aus anderen Materialien hergestellt sein_? beispielsweise aus rostfreiem Stahl oder aus verschiedenen Kunststoff®n₀ Beispielsweise können glasverstärkt© Polyamidharae wi© ⁸³Zyt@l^M von BuPont geeignet angewendet werden₉ da sie hochfest© Harze sind, die für Spritzformtechniken geeignet sind« Auch das Harz "Minlon" von DuPont kann vorteilhaft verwendet werden. Um eine SichtVerifizierung d©s Reifendruckproblems zu sehaffen, kann die Stange 32 an ihrem Außenende,mit Farbmarkierungen versehen sein. Vorzugsweise können zwei Farbbänder nahe dem Ende der Stange 32 vorgesehen werden, so daß irgendeine Bewegung der Stange 32 als Ergebnis der Änderung des Reifendrucks durch direkte Inspektion bequem festgestellt

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Damit der Reifen über die Einrichtung hindurch mit Luft gefüllt werden kann₉ ist am Außenende der Stange 82 ©in Standardfüllventil 98 angebracht, welches durch Luftdruck geöffnet wird«, An das Ende der Stange 82 angelegter Luftdruck drückt den Kolben 80 in seine unterste Stellung, in welcher Luft durch den Durchgang 84, die Öffnungen 86 und rund um den Kolben 80 hindurch durch Nuten 100 strömen kann₉ die in dem unteren Ende des Zylinders in der Kammer 78 gebildet sind» Die Nuten 100 stehen weiterhin mit radialen Schlitzen 102 an dem tJnterende der Kammer in Verbindung, die ihrerseits mit dem Durchgang 96 in Verbindung steh©n_e Es ist zu verstehen₃ daß, wenn die Stange 82 sich ia ihrer abgesenkten oder unteren Stellung befindet, die öffnungen 88 von dem oberen Teil des Gehäuses 70 geschlossen werden» Wiederum kann das obere Ende der Stange 82 mit Färbmarkierungen versehen sein, um ©ine Sichtverifizierung des Reifendrucks zu ermöglichen»

In Fig. 7 ist eine weitere Abwandlung der Erfindung dargestellt, und bei dieser Ausführungsform ist eine Anordnung für Temperaturkompensation oder Temperaturausgleich vorgesehen, um die Wirkungen von Temperaturänderungen zufolge von Umg©bungswett®rbedingungen oder zufolge von Wärme, die durch Drehung des Reifens erzeugt ist, zu minimieren« Gemäß Figo 7 ist°ein Gehäuse 104- vorgesehen, welches mit einer CrQwindefassung gebildet sein kann, um es auf einen vorhandenen Ventilschaft 106 zu schrauben, oder welches mit einem vergrößerten Fuß versehen sein kann, wie er in Fig· dargestellt ist«, Das Gehäuse 104 ist mit einem inneren zylindrischen Hohlraum 108 gebildet, der an seinem oberen Bad® durch eine Kappe 110 verschlossen, ist, durch welche hindurch sich ein© Stange 112 erstreckt,, die von einem

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oder abwärts zu bewegen=, Alternativ kann ©in Q?@mp©raturausgleichsteil an einem Ende der Feder 122 vorgesehen sein, um den Korrekturausgleich zu schaffend Asdere Änderungen liegen im Rahmen der Erfindung_o

Um die Austrittsöffnungen an der Stange gegen Yer~ stopfung durch Ansammlung von Staub, Schmutz Eis, Schnee uswo zu sehützen_s können Schutzabdeckungen vorgesehen sein, wie es in Figo 7 dargestellt ist_o Bei der Ausführungsform gemäß Figo 7 sind halbzylindrisch© Abdeckungen 130 und am Ende der Stange 112 vorgesehen^ und dl© Abdeckungen SiKd mittels Stiften 134 angelenkt und können die Austrittsöffnungen 136 abdecken« Ein geringer Reibungsdpuck zwischen d©n Anlenkstiften 134 und den Abdeckungen 130 und 132 ist ausreichend j um die Abdeckungen im geschlossener Stellung gegen die Stange 112 zu halt©n₉ wdureb dann die Öffnungen geschlossen sindo Sollte jedoch Luft durch Betätigung der Einrichtung^, beispielsweise durch hohen oder niedrigen Reifendruek₉ freigegeben werden, so bläst di@s@ dra?eh die Öffnungen 136 strömend® Luft dia Abdeckungen 130, 132 in die offene Stellung₉ die auf der rechten Seit® der. Pig· 7 wiedergegeben ist_? so daß der Signalarzeuger das Schallsignal oder Ultraschallsignal erzeugen. kann_o Di© Abdeckungen können offensichtlich aueh bei dem and@r©n Aiasfifenragsfopsiea vorgesehen sein=,

Die Aufnähmefühler§ di© dazu vorgesehen siafi_f Betätigung irgendeiner oder aller ¥©ntilei3arichtuBg®B fest zustellen, sind naht federn Rad angeordnete Vorzugsweise ist ©in Fühler 64· in jeder Rad ausnehmung des Fahrzeugs angebracht und ein Fühler kann auch im Kofferraum des Fahrzeugs angebracht sein₉ um den Luftdruck des Ersatzreifens zu überwachen«, Alle Fühler 64 sind an-einen gemeinsamen Signalverarbeiter 140 angeschlossen, der seinerseits einen Ausgang zu einer Anzeigeeinrichtung 143 schafft, die

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einer Bezugsspannung an einem variable» Potentiometer 145 verglichenj der die Schwelle für di© Yergleichseinrichtung U2 einstellto Es ist zu verstehen, daß der Mater der Abfühlung eingeschaltete Integrator₉ d@r durch den BO Kreis E6 und C2 gebildet ist₉ di@ Begugsspannung iron dem Potentiometer 145 überschreiten muß₉ bevor die Vergleichseinrichtung U2 schaltete Typisch schaltet die Yergleichs- ©inrichtung U2 von hoch nach niedrig in nicht linearer Weise 9 und bei einem solchen Schalten koppelt si® mit ©inem Flip~Flop~Kreis₉ der Transistoren Q1 und Q2 enthält® Wenn einmal der Flip-Flop-Kreis eingestellt ist₉ leuchtet ©in Warnlicht DS2 auf und ein Summer B1 wird über den Fahrerstromkreis betätigt, der einen Transistor Q3 enthalte

Es ist zu bemerkeng daß di© Anzeigeeinrichtung 14-3 mit einem Schalter 147 verbunden ist, der von dem Zündschalter 149 des Kraftfahrzeugs gesteuert wircU Wenn^ der Zündschalter ausgeschaltet ist, wird der.Schalter 147 geöffnet und die Anzeigeeinrichtung 143 arbeitet nicht«, Ba gedoeh der Flip-Flop-Kreis Speicherfunktion ausübt₉ werden das Warnlicht DS2 und der Summer B1 betätigt₉ wenn der Zündschlüssel herumgedreht wird· und der Schalter 147 geschlossen wird, wenn während der Zeit_s während welcher der Schalter 147 offen £iar₉ zu hoher oder zu niedriger Reifendruck aufgetreten istο Durch diese Ausführung wird dem Fahrer eine Warnung gegeben, wenn ©in zu niedriger oder zu hoher Luftdruck aufgetreten ist, während das Fahrzeug stillstand«

Die Anzeigeeinrichtung 143 umfaßt ©in Arbeitslicht DSI₉ welches vorzugsweise eine lichtausseadende Diode ähnlich dem Warnlicht DS2 ist_o Das-Warnlicht DS2 ist vorzugsweise rot₉ während das Arb©itslicht DS1 grün ist. Die Funktion des Arbeitslichtes DS1 besteht darin* den Fahrer darüber zu informieren₉ daß das System richtig

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Bei der dargestellten Ausführungsform von Yerarbeitungsschaltung und Anzeigeeinrichtung wird die Anzeigeeinrichtung nur dann mit Energie versorgt₉ wenn der Zündschlüssel in die Arbeitsstellung gedreht oder gebracht ist* Di® Yerarbeitungsschaltung 140 bleibt andererseits aktiv in Bereitschaft₉ und zwar gu allen Zeiten^ um Schallwarn'= signale zu empfangen und zn speichern _s wenn ©in unzu~ lässiger Reifendruck sich ©rgibt₉ während das Fahrzeug abgestellt ist und die Zündung ausgeschaltat ist_o

In den Figo $ bis 5 ist ein© abgewandelt© Ausfü&rungsform der Erfindung dargestellt₉ und b@i dieser Ausführungsform ist eine Einrichtung für automatisches Wiederauffüllen von Luft in Kombination mit feiner Drucksignalerzeugmigs«- ©inrichtung vorgesehen₈ wodurch aus einem Keifen entwichene Luft 9 entweder durch ein kleines Loch oder Leck oder durch Ausblasen verlorengegangen© Luft, automatisch ersetzt wird _% wenn das Fahrzeug sich in Bewegung befindete Gleichzeitig wird ein Signal erzeugt₉ um des Fahrer %u"warnen© Bi® Ausführung umfaßt ©in Sad 15O₉ w©lehes- mit d©r ufeli©l@a Felge 152 gebildet ist₉ an welcher ©in Luftreifen-15*5- ' montiert ist_o Das Rad I50 ist wi© gewöhnlieh aus Stahl hergestellt_s jedoch weist es ©in© Sammer 156 auf, die sich vorzugsweise konzentrisch um dea inneren Seil das Sadies erstreckt und ringförmig© Gestalt hat₉" wie ©e am Besten aus Figo 4 ersichtlich isto Di© Kammer I56 ist durch ein® Innenwand 158 und eine Außenwand-160 gebildet, di® sich im Abstand voneinander konzentrisch zueinander erstrecken und gegenüber dem Rad abgedichtet sind, um eine luftdichte Druckkammer zu bilden, in der Druckluft

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Ausblasens oder Austretens ,von Luft aus dem Reifen beide Durchgänge 166 und 188 dazu verwendet werden, dem Reifen Luft zuzuführen«, Di® Stang© 182· trägt drei in axialem Abstand voneinander vorgesehene 0-Ringe 19O₉ 192 und 19^o Unter normales Druekbedingungen befinden sich der Kolben 168 und die Stange 182 in der in Fig. 3 wiedergegebenen Stellung« Jedoch fällt der Druck im Fall ©ines kleinen Loches oder Lecks im Reifen, wobei dann der Kolben 168 und die Stange 182 sich gemäß Fig. 3 nach rechts bewegen₉ so daß der Durchgang 188 geöffnet wird und Luft von der Kammer 156 durch den Durchgang 188, durch die Kammer 184- und aus der öffnung 196 heraus und in den Reifen 154· strömt _o Gleichseitig strömt Luft durch ©inen Durchgang 198₉ der in der Stange 182 gebildet ist, und aus der linken Seite des Kolbens 168 heraus, dann zwischen der Stange 1?2 und der Hülse 174· aus einer Öffnung 200 heraus_s welche eis Sehallsignal oder Ultraschallsignal er2seugt₅ welches von den Fühlern aufgenommen wird9 um den Fahrer über den Reifenzustand zu informieren und ihn zu warn©n_o Für d®n Fall ©ines plötzlichen Druckabfalls bewegt sich die Stange 182 in di© äußerste rechte . Stellung,, so daß beid© Durchgang© 186 ώΜ 188 geöffnet werden usd ©in® viel stärker© Luftströmung von der Kammer 156 &um Reifen ermöglicht ist₉ um den Luftverlust und Druekvsrlust im Reifen auszugleichen· Es wird wiederum ®ia Signal erzeugt₉ und gwar durch Luft, die durch den Durchgang 198 strömt.₉ so daß ©in Schallsignal oder Ultraschallsignal erzeugt wird© Sie Ausführung ist so getroffen, daß dem Reifen proportional zu dem Ausmaß des Luftver- > lustes Luft zugeführt wird und daß ein vorbestimmter von beispielsweise 1₉6 kg/cm (23 psi) aufrecht-

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g©stia,ft@a öffnuag 204· g@bild@t₉ ia d©r das Kolb©nY@atil aag@orda®t isto Bi® öffamag 204 ist auf d@r leif©a= s®it©₉ w@l©]h©s di© g©iiäß Figo 5-2?@©^"fee Seit© iet₉

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Wand 160^β beträchtlich Höher als der Druck auf der Heifenseite dieser Wand ist_o Wenn sich jedoch ©in Druckabfall auf der Eeifenseite ergibt₉ werden die auf den schwimmenden Kolben 202 wirkenden Kräfte aus dem Gleichgewicht gebracht, wodurch bewirkt wird, daß der Kolben 202 sich gemäß Pig« 5 nach rechts bewegt· Durch diese Kolbenbewegung werden die Ausnehmungen 214 und 216 geöffnet9 so daß unter hohem Druck stehend© Luft in den Reifen strömen kann, bis die Kraft© sieh wiederum im Gleichgewicht befinden_o Für den Pail eines plötzlichen Ausblasens der Luft aus dem Seifen wird di© gesamte im Hilfsbehälter befindliche Luft schnell ±n den Reifen gebrachte Wenn eine ¥entileinrichtung gemäß Pig© 5τθγ-wendet wird, kann beispielsweise eine Beifendruckwarn™ vorrichtung gemäß Figo 1 verwendet werden₉ um den Fahrer über den Zustand zu informieren₀

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Claims (1)

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2. Vorrichtung nach Anspruch 1₉ dadurch gekennzeichnet, daß ein Ende des Gehäuses mit einer Gewindefassung (22) versehen ist für.Gewindeeingriff mit dem Gewindeschaft (12) eines Standardreifenventils.

3« Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, gekennzeichnet durch eine Abdeckung (z.B. 130), die an dem anderen Ende der Stange (112) über dem Eintritt des Durchganges (136) bewegbar angebracht ist und sich bei Austreten von Luft aus diesem Durchgang öffnen kann. .

4« Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3» dadurch gekennzeichnet, daß der Kolben (34 bzw. 80 bzw. in seiner zylindrischen Fläche mit einer ringförmigen Nut (z.B. 52) gebildet ist, in der ein O-Ring (z.B. 54) aus Material geringer Reibung angebracht ist.

5« Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß an der Stange (82) ein Luftfüllventil (98) angebracht ist.

6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5.» gekennzeichnet durch einen Temperaturausgleichsteil (126), der mit dem Kolben oder dem Gehäuse im Eingriff steht und einen Wärmeausdehnungskoeffizienten hat, der von demjenigen des Kolbens und des Gehäuses verschieden ist, um die relative Stellung der Ausnehmungen (118, 120) mit Bezug auf den Kolben bei Änderung der Temperatur der Einrichtung zu ändern.

7· Vorrichtung zum Oberwachen des Drucks in einem Luftreifen eines Fahrzeuges, mit einer auf den Reifendruck ansprechenden Signalerzeugungseinrichtung, die mit dem Reifen arbeitsmäßig verbunden ist und die immer dann ein Signal erzeugt, wenn der Druck im Reifen einen vorbestimmten Wert erreicht, mit einer an dem Fahrzeug von der Signalerzeugungseinrichtung entfernt angeordneten Signalabfühleinrichtung, und mit einer mit der Abfühlein-

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Signals von der Abfühleinrichtung ©inen Alarmausgang zu schaffen,, gekennzeichnet durch eine Signalunterscheidungseinrichtung, die mit einer der Abfühleinrichtungen und einer Einrichtung zum Bestimmen des ein Drucksignal erzeugenden Seifens arbeitsmäßig verbunden ist«,

13· Vorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet j daß di® Signalunterscheidungseinrichtung Vorrichtungen mit unterschiedlichen Signalerzeugungscharakteristiken aufweist_β

14. Vorrichtung nach Anspruch 12 oder 13» dadurch gekennzeichnet, daß die Signalunterscheidungseinrichtung Vorrichtungen umfaßt₉. deren jede bei Betätigung eine Mehrzahl von diskreten Signalen erzeugen kann, und daß die Abfühleinrichtung eine Mehrzahl von diskreten Fühlern aufweist₉ deren jeder ein einziges Signal feststellen kann unterschiedlich von anderen fühlern.

15o Vorrichtung nach einem der Ansprüche 12 bis 14, dadurch gekennzeichnet_? daß jede Einrichtung ein Schallerzeugungsventil aufweist, welches '■ - wenigst ens auf niedrigen Reifendruck anspricht, und daß die Abfühleinrichtung eine Schallabfülleinrichtung aufweist·

16_e Vorrichtung zum automatischen Wiederauffüllen von Luft für ©inen Luftreifen₉ wobei der Luftreifen an einem Rad montiert ist, gekennzeichnet durch eine Druckluftspeichereinrichtung (156) an d©m Rad (150), die eine Menge Druckluft bei einem Druck, der höher als der normale Druck im Reifen ist, speichern kann, und durch eine gewöhnlich geschlossene auf Druck ansprechende Ventileinrichtung (164), welche die Druckluftspeichereinrichtung mit dem Inneren des Reifens verbindet und sich öffnen kann, wenn der Druck im Reifen auf einen vorbestimmten Wert fällt, wodurch Wiederauffülldruckluft

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