DE2522556C2

DE2522556C2 - Einrichtung zur Kontrolle der Erwärmung eines rotierenden Körpers, insbesondere eines Fahrzeugrades

Info

Publication number: DE2522556C2
Application number: DE19752522556
Authority: DE
Inventors: Frieder Dipl.-Ing. 7513 Stutensee Heintz; Manfred Dipl.-Ing. 7527 Kraichtal Rothley; Erich Dr.-Ing. 7500 Karlsruhe Zabler
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 1975-05-22
Filing date: 1975-05-22
Publication date: 1984-11-29
Also published as: DE2522556A1

Description

Die Erfindung geht aus von einer Einrichtung nach der Gattung des Hauptanspruchs.

Es ist aus zwei Gründen bedeutsam, die Temperatur eines Rades zu beobachten:

Erstens ist der Reifenabrieb bei höheren Temperaturen ungleich stärker als bei niedrigen und zweitens ergibt die Temperatur an der Reifenfelge auch Aufschluß über eine defekte oder überlastete Bremsanlage des betreffenden Rades.

Neben dem zuerst genannten Reifenabrieb kann der Reifen auch infolge z. B. zu geringen Luftdrucks wegen einer hohen Walkarbeit sich übermäßig erwärmen und dadurch zerstört werden. Unter Umständen kann es dabei zu einem Reifen- und Ladungsbrand, vor allem bei Lastkraftwagen, kommen.

Aus den DE-OS 23 05 388 sowie 21 17 137 sind bereits Einrichtungen bekannt, bei denen auf einem rotierenden Fahrzeugrad induktiv wirkende Einsätze vorgesehen sind, die mit einem raumfesten induktiven Aufnahmeelement zusammenwirken. Bei Überschreiten der Curie-Temperatur des für die Einsätze verwendeten Materiales infolge zu hoher Erwärmung des Fahrzeugrades, verschwinden die ferromagnetischen Eigenschaften des Einsatzes, so daß sich die Amplitude der in die Aufnahmeelemente induzierten Signale abrupt ändert. Damit sind mit den bekannten Einrichtungen lediglich Oberwachungen einer durch die physikalischen Werkstoffeigenschaften festliegenden G renztemperatur möglich.

Der Erfindung liegt demgegenüber die Aufgabe zugrunde, eine Einrichtung zur Kontrolle der Erwärmung eines rotierenden Körpers zu schaffen, mit der kontinuierliche Temperaturmessungen möglich sind, so daß

ίο freiwählbare Grenztemperaturen überwacht werden können.

Diese Aufgabe wird durch die im Kennzeichen des Hauptanspruches angegebenen Merkmale gelöst.
Vorteilhaft ist die Verwendung eines Induktionssystems weiter deswegen, weil die Justierung am rotierenden Körper nicht besonders exakt zu sein braucht, berührungslose und schmutzunempfindliche Messungen vorliegen und in großer Stückzahl gefertigte handelsübliche Bauelemente verendet werden können.

Soll mit der erfindungsgemäßen Einrichtung vor allem die Reifentemperatur gemessen werden, werden in bevorzugter Ausgestaltung der Erfindung die impulsauslösenden Anordnungen an der Außenseite des Felgenmauls angebracht. An dieser Stelle hält sich einmal die Verschmutzung in Grenzen und zum anderen ist die Einrichtung auch z. B. gegen Steinschlag gesichert. Gerade die Steinschlaggefahr verbietet es, die Temperaturmeßeinrichtung am Felgenhorn anzubringen, wo bei einer E.-wärmung des Reifens an der Felge die höchste Temperatur auftritt. Infolge der Wärmeleitung der metallischen Felge genügt die Anbringung der Temperaturmeßeinrichtung hinter dem Felgenmaul jedoch unter üblichen Betriebsbedingungen.
Erhitzt sich ein Reifen, so erwärmt sich auch durch das fortlaufende Walken die Innenluft. Die Temperaturverteilung in der Innenluft ist jedoch wegen der laufenden Bewegung homogen, so' daß örtlich auftretende Überhitzungen von einer an beliebiger Stelle angeordneten Meßstelle erfaßt werden. Es ist deshalb vorgesehen, daC wenigstens eine impulsauslösende Anordnung mit dem Reifeninnenraum in Verbindung steht. Dies entweder direkt, oder über eine flexible und wärmeleitende Verbindung, die auch die Temperatur an Schlauch und Decke erfassen kann.

Das Ausgangssignal eines Induktionssystemes weist umso steilere Flanken und umso höhere Amplituden auf, je schneller eine Induktionsänderung stattfindet Bei einem Fahrzeugrad ist wechselnde Drehzahl jedoch stets gegeben und man bedient sich daher eines Vergleichswertes von zwei Impulsspannungen. Diese beiden Impulsspannungen, von denen eine besonders temperaturabhängig ist, werden von den mit unterschiedlich magnetischer Polung versehenen impulsauslösenden Anordnungen erzeugt. Eine Integrierstufe ist dem Induktionssystem nachgeschaltet, und da die Anstiegsflanken der Signale der beiden impulsauslösenden Anordnungen eine unterschiedliche Polarität aufweisen, gibt die Integrierstufe Signale wechselnder Polarität ab. Die der Integrierstufe nachgeschalteten Gleichrichter Hefern schließlich die beiden Eingangssignale für die Komparatorstufe (Vergleichsstufe).

Die Referenzanordnung wird gewählt um möglichst unabhängig von etwaigen Einbautoleranzen und z. B. Alterung zu sein. Außerdem reduziert sich bei kleinen Drehzahlen, bei denen die Integrierstufe nicht mehr exakt integriert, der Fehler.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird im folgenden näher be-

schrieben und erläutert. Es zeigt

F i g. 1 eine schematisch dargestellte Temperaturmeßeinrichtung für Reifen,

F i g. 2 eine impulsauslösende Anordnung für temperaturabhängige Ausgangssignale, s

F i g. 3 eine Auswerteschaltung zur¹ Temperaturbestimmung,

F i g. 4a Ausgangssignale des Induktionssystems, und

F i g. 4b Ausgangssignale der Integrierstule, die dem Induktionssystem nachgeschaltet ist

In F i g. 1 ist mit 10 eine Felge bezeichnet, auf der ein Reifen 11 aufgezogen ist Auf der Felge 10 befinden sich zwei impulsauslösende Anordnungen 12 und 13, wobei die impulsausloser.de Anordnung 12 ein temperaturabhängiges Ausgangssignal abgeben soll und die entsprechende Anordnung 13 ein Vergleichssignal. Ein Induktionssystem 14 ist starr mit dem Fahrzeug verbunden und sein Ausgangssignal wird einer Auswerteschaltung 15 und einem nachfolgenden Anzeigeinstri:"nent 16 zugeführt Nach Möglichkeit sollten die impulsauslösenden Anordnungen 12 und 13 und das entsprechende Induktionssystem 14 eine gute Kopplung aufweisen. Ungenauigkeiten in der Justierung sowie die Nachteile eines Sicherheitsabstandes lassen sich jedoch durch entsprechende elektrische Auslegung kompensieren.

Eine Ausführungsform der impulsauslösenden Anordnung 12 ist in Fig.2 dargestellt. Um die Meßstelle luftundurchlässig zu machen, ist von außen nach innen ein Gewindeeinsatz 20, ein Dichtungsring 21, ein Gewindering 22 sowie ein Wärmeisolierkörper 23 vorgesehen. Es schließt sich ein Wärmeleitstück 25 an, in dessen Zentrum auf der Reifeninnenseite ein Permanentmagnet 26 angeordnet ist und in der gezeichneten Stellung zwischen Permanentmagnet 26 und Induktionssystem 14 ein temperaturabhängiges Magnetmaterial 27 liegt. Je nach Temperatur ist daher die Flußdichte im Induktionssystem 14 verschieden und damit ergibt sich auch ein temperaturabhängiges Ausgangssignal.

In Fig.3 ist die Auswerteschaltung 15 dargestellt. Dem Eingang 30 dieser Auswerteschaltung folgt eine Integrierstufe 31, deren Ausgang 32 einmal über eine erste Gleichrichteranordnung 33 mit einem ersten Eingang 34 einer Komparatorstufe 35 in Verbindung steht und zum anderen über einen invertierenden Verstärker 36 und einer zweiten Gleichrichteranordnung 37 mit einem zweiten Eingang 38 der Komparatorstufe 35. Ein Ausgang 39 dieser Komparatorstufe ist gleichzeitig Ausgang der Auswerteschaltung und ein nachfolgendes Anzeigeinstrument 16 zeigt dann das Überschreiten einer Temperaturschwelle an, die zweckmäßigerweise wählbar sind.

F i g. 4a zeigt das Eingangssignal der Auswerteschaltung 15. Die beiden unterschiedlich gezeichneten Impulsspannungen geben den unterschiedlichen Einfluß der impulsauslösenden Anordnungen 12 und 13 auf das Induktionssystem 14 wieder. Zu beachten ist hier die unterschiedliche Polarität der Anstiegsflanken, die der nachfolgenden Unterscheidung dient.

F i g. 4b zeigt das Ausgangssignal der Integrierstufe 31. Erkennbar ist hier die unterschiedliche Polarität abhängig von der jeweiligen Anstiegsflanke des Eingangsimpulses. Mit der Gleichrichtung und anschließenden Speicherung der in F i g. 4b gezeigten Impulse ergibt sich an den beiden Eingängen 34 und 38 der Komperatorstufe 35 ein unterschiedlicher Spannungswert, der als b5 Maß für die Temperatur dient. Am nachfolgenden Anzeigeinstrument 16 läßt sich daher ein Überschreiten einer voreebbaren Temperatur ablesen.

Mit dem in F i g. 2 gezeichneten Wärmeisolierkörper 23 ist gewährleistet, daß nicht die Temperatur der Felge, sondern die Lufttemperatur im Innenraum des Reifens gemessen wird. Wünscht man auch die Felgentemperatur zu erfassen z. B. zur Bildung eines Warnsignales bei nicht mehr voll funktionsfähigen Bremsen infolge thermischer Überbeanspruchung, so entfällt zweckmäßigerweise dieser Wärmeisolierkörper 23. HaU man den Eingriff in den Innenraum eines Reifens für problematisch, so läßt sich die ganze impulsauslösende Anordnung 12 auch außerhalb des Felgenmauls anbringen oder jedoch am Radflansch.

Je nach Auslegung der Vergleichsstufe 35 und dem Anzeigeinstrument 16 läßt sich nicht nur eine Temperaturschwelle kennzeichnen, vielmehr ist auch eine analoge Temperaturanzeige möglich.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Einrichtung zur Kontrolle der Erwärmung eines rotierenden Körpers, insbesondere eines Fahrzeugrades mit auf dem rotierenden Körper angeordneter impulsauslösender, induktiver Anordnung, die mit einem auf die impulsauslösende Anordnung ansprechenden raumfesten Induktionssystem (14) zusammenwirkt, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens zwei, im Temperaturverhalten unterschiedliche Anordnungen (12,13) auf dem rotierenden Körper räumlich versetzt angeordnet sind und daß das Induktionssystem (14) zur kontinuierlichen Kontrolle der Erwärmung an eine Vergleichsstufe (35) angeschlossen ist, in der die von den Anordnungen (12, 13) erzeugten Signale miteinander verglichen werden.

2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die impulsauslösenden Anordnungen (12, 13) an der Außenseite des Felgenmauls angebracht sind.

3. Einrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens eine impulsauslösende Anordnung (12) mit den Reifeninnenraum in Verbindung steht

4. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen wenigstens einer impulsauslösenden Anordnung (12) und dem Reifen eine flexible, wärmeleitende Verbindung besteht.

5. Einrichtung nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die impulsauslösenden Anordnungen (32,13) auf ihrer dem Induktionssystem (14) zugewandten Seite eine magnetisch unterschiedliche Polung haben.

6. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß dem Induktionssystem (14) eine Integrierstufe (31) nachgeschaltet ist und der Vergleichsstufe (35) gieichgerichtete Signale der Integrierstufe (31) zuführbar sind.