DE3723511A1

DE3723511A1 - Reifendruckschalter fuer kraftfahrzeuge

Info

Publication number: DE3723511A1
Application number: DE19873723511
Authority: DE
Inventors: Gerhard Hettich
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 1987-07-16
Filing date: 1987-07-16
Publication date: 1989-01-26

Description

Stand der Technik

Die Erfindung geht aus von einem Reifendruckschalter für Kraftfahr zeuge nach der Gattung des Hauptanspruchs.

Bei einem derartigen bekannten Reifendruckschalter (DE-OS 31 08 998) ist im Schaltergehäuse eine mit einem Gas gefüllte Referenzdruck kammer zum Reifeninneren hin durch eine Membran abgeschlossen, wobei der Reifendruckschalter in einer entsprechend angeordneten Felgen bohrung eines Kraftfahrzeugrades eingeschraubt ist. Da die Membrane für die Kontaktgabe mit dem Kontaktstift in der Referenzdruckkammer sowie für die Druckdifferenz zwischen Atmosphärendruck bzw. dem Reifendruck und dem Druck in der Referenzdruckkammer eine bestimmte Festigkeit aufweisen muß, hat diese Membrane eine bestimmte, wenn auch geringe Masse, an der mit zunehmender Fahrgeschwindigkeit Zen trifugalkräfte wirksam werden. Durch diese Zentrifugalkräfte wird die Membrane je nach Fahrgeschwindigkeit nach außen gedrückt. Dies kann bei den bekannten Ausführungen dazu führen, daß bei ausreichen dem Reifendruck im Stillstand bzw. bei mäßiger Fahrgeschwindigkeit die Membran gegen den Kontaktstift gedrückt wird und korrekterweise über eine Schwingkreis-Kopplung ein Signal für ausreichenden Luft druck abgibt. Bei sehr hohen Geschwindigkeiten wird dagegen die Membran durch die Zentrifugalkräfte vom Kontaktstift abgehoben und damit dem Fahrer fälschlich ein zu geringer statischer Luftdruck im Reifen signalisiert.

Mit der vorliegenden Lösung wird angestrebt, den vom Referenzdruck und vom Reifendruck zu bestimmenden Schaltvorgang der Membran mit dem Kontaktstift von dem störenden Einfluß der Fahrgeschwindigkeit unabhängig zu machen.

Vorteile der Erfindung

Der erfindungsgemäße Reifendruckschalter mit den kennzeichnenden Merkmalen des Hauptanspruchs hat den Vorteil, daß die Bewegung der Schaltmembran, die durch an ihr angreifende Zentrifugalkräfte bei hohen Fahrgeschwindigkeiten hervorgerufen wird, von einer gleich großen axialen Bewegung des Kontaktstiftes durch am Boden der Referenzdruckkammer entsprechend wirksame Zentrifugalkräfte kom pensiert wird. Als weiterer Vorteil ist anzusehen, daß durch die Erhöhung der Masse am Boden der Referenzdruckkammer die erforder liche Steifigkeit des Bodens gegenüber dem Druck in der Referenz druckkammer erhalten bleiben kann.

Durch die in den Unteransprüchen aufgeführten Maßnahmen sind vor teilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen der im Hauptanspruch angegebenen Merkmale möglich. Besonders vorteilhaft ist dabei, am Boden der Referenzdruckkammer im äußeren Bereich eine ringförmige Schwächung der Bodendicke vorzusehen, ohne dadurch die Steifigkeit des Bodens zu sehr zu verringern. Diese Lösung ist besonders geeig net für Fahrzeuge, bei denen der Reifendruckschalter in einem waage rechten Felgenbereich eingeschraubt wird, weil dort die an der Membran wirksamen Zentrifugalkräfte besonders groß sind. Aber auch beim Einbau in einen abgeschrägten Felgenbereich können die in Achs richtung des Reifendruckschalters wirkenden Fliehkraftkomponenten hinsichtlich der Reifendrucküberwachung unwirksam gemacht werden.

Zeichnung

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung darge stellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigen

Fig. 1 den Querschnitt durch das Rad eines Kraftfahrzeuges mit einem in der Felge eingesetzten erfindungsgemäßen Reifendruck schalter, Fig. 2 die schematische Darstellung der Referenzdruck kammer eines Reifendruckschalters nach Fig. 1 und Fig. 3 einen Querschnitt durch den Reifendruckschalter aus Fig. 1.

Beschreibung des Ausführungsbeispieles

In Fig. 1 ist das im Querschnitt dargestellte Rad eines Kraftfahr zeuges mit 10 bezeichnet. Auf seiner Felge 11 ist ein schlauchloser Reifen 12 montiert und aufgepumpt. Der Luftdruck im Reifen 12 soll mit Hilfe eines pneumatisch zu betätigenden Reifendruckschalters 13 überwacht werden, der in einer Gewindebohrung 14 der Felge einge schraubt ist. Der Reifendruckschalter 13 wirkt mit einem Signalauf nehmer 15 zusammen, der an einer nicht dargestellten Radaufhängung des Fahrzeuges angeordnet ist und ein vom Reifendruckschalter 13 ausgelöstes Signal drahtlos aufnimmt, sobald der Reifendruckschalter 13 mit jeder Umdrehung des Rades 10 am Signalaufnehmer 15 vorbeibe wegt wird.

Der Reifendruckschalter 13, dessen Aufbau in Fig. 3 dargestellt ist, enthält im wesentlichen eine Referenzdruckkammer 16, die in Fig. 2 schematisch dargestellt ist. Die Referenzdruckkammer 16 ist zum Reifeninneren hin durch eine Stahlmembran 17 abgeschlossen. Innerhalb der Referenzdruckkammer 16 ist ein Kontaktstift 18 ange ordnet, der in einer druckdichten Glasdurchführung 19 elektrisch isoliert im metallischen Gehäuse 20 der Referenzdruckkammer 16 ein geschmolzen ist und mit seinem äußeren Ende 18 a aus dem Gehäuse 20 vorsteht. Der Kontaktstift 19 trägt vorne eine Kontaktkugel 21, die mit einer Schaltfläche der Membran 17 zusammenwirkt. Bei ausreichen dem Luftdruck im Reifen 12 liegt die Schaltfläche der Membran 17 an der Kontaktkugel 21 an. Beim Absinken des Luftdrucks unter einem vorgegebenen Wert hebt die Membran 17 ab und öffnet einen elek trischen Stromkreis. Die Referenzdruckkammer 16 wird mit dem erfor derlichen Druck p _i mit einem Gas gefüllt und verschlossen. Im ein gebauten Zustand des Reifendruckschalters 13 wirkt an der Außenseite der Membran 17 der Reifendruck p _a, der bei ausreichendem Luftdruck im Reifen 12 gleich oder größer ist als der Referenzdruck p _i. Mit zunehmender Fahrgeschwindigkeit des Fahrzeugs treten durch das um laufende Rad 10 an der Membran 17 Zentrifugalkräfte auf, welche in Fig. 2 durch die im Schwerpunkt der Membran 17 angreifende Zentri fugalkraft Fz als Pfeil dargestellt sind. Da die Membran 17 mit ihrer Masse m auf einem Radius r des Rades 10 mit einer Winkelge schwindigkeit umläuft, ergibt sich für die Membran 17 als Zentri fugalkraft:

Fz = m · ω² · r (1).

Die Formel (1) macht deutlich, daß die Zentrifugalkraft Fz an der Membran 17 mit der Fahrzeuggeschwindigkeit quadratisch zunimmt und daher bei hohen bzw. sehr hohen Geschwindigkeiten derart große Werte annimmt, daß dadurch der Reifendruck p _a, der in entgegengesetzter Richtung zur Zentrifugalkraft Fz auf die Membran 17 wirkt, im Ausführungsbeispiel um bis zu 0,17 Bar verringert erscheint. Diese Druckverfälschung kann gegebenenfalls ausreichen, um die Membran 17 vom Kontaktstift 18 abzuheben und damit ein Signal für einen zu geringen Luftdruck im Reifen auszulösen.

Um die durch die Zentrifugalkraft Fz bewirkte Anhebung der Membran 17 zu kompensieren, wird der Boden 22 der Referenzdruckkammer 16 mit dem darin eingesetzten Kontaktstift 18 mit einer so großen Masse versehen, daß er sich in gleichem Maße wie die Membran 17 durch die auf ihn gleichzeitig einwirkende Zentrifugalkraft in seinem mitt leren Bereich 22 a durchwölbt. In Fig. 2 ist diese Zentrifugalkraft Fz 1 ebenfalls im Schwerpunkt des Bodens 16 angreifend als Pfeil dar gestellt. Da die Steifigkeit des Bodens 22 der Referenzdruckkammer 16 so groß sein muß, daß sich der Boden 22 durch den Referenzdruck p _i nicht durchwölbt, muß die Masse des Bodens 22 und damit auch die an ihr wirksame Zentrifugalkraft Fz 1 wesentlich größer sein als die Masse der Membran 17 und die an ihr wirksame Zentrifugalkraft Fz.

Den Aufbau eines solchen Reifendruckschalters 13 zeigt beispiels weise Fig. 3. Dort besteht der Reifendruckschalter 13 aus einem Schaltergehäuse 23 aus Kunststoff, in dem die Referenzdruckkammer 16 formschlüssig eingesetzt ist. Der Stromkreis, der über die Membran 17 und den Kontaktstift 18 zu schließen ist, bildet einen Schwing kreis, der aus einem im unteren Gehäuseteil angeordneten, nicht er kennbaren Kondensator und einer Spule 24 zusammengeschaltet ist. Dieser Schwingkreis ist einerseits mit dem Kontaktstift 19 und andererseits über das Gehäuse 20 der Referenzdruckkammer 16 mit der Membran 17 elektrisch verbunden. Der Boden 22 der Referenzdruck kammer 16 ist hier im äußeren Bereich mit einer ringförmigen Schwächung versehen, die aus einer Ringnut 25 an der Außenseite der Referenzdruckkammer 16 besteht. Der ringförmige Bereich zwischen der Glasdurchführung 19 des Kontaktstiftes 18 und der Ringnut 25 hat zur Erhöhung der Masse des Bodens 22 eine Verstärkung 26 der Bodendicke. An einer Stelle ist diese Verstärkung 26 mit einer Bohrung 27 zum Einfüllen des Gases in die Referenzdruckkammer 16 versehen, welche nach der Gaseinfüllung durch eine in die Bohrung 27 eingepreßte Kugel 28 druckdicht verschlossen ist.

Claims

1. Reifendruckschalter für Kraftfahrzeuge, der zur Überwachung des Reifendrucks am Umfang der Radfelge befestigt ist und der eine mit einem unter Druck stehenden Gas gefüllte Referenzdruckkammer auf weist, welche zum Reifen hin durch eine elektrisch leitende Membran abgeschlossen ist und einen gegen den Druck der Referenzdruckkammer steifen Boden aufweist, der einen isoliert in die Referenzdruck kammer eingeführten Kontaktstift trägt, an dem bei ausreichendem Luftdruck im Reifen der mittlere Bereich der Membran zum Schließen eines Stromkreises anliegt, dadurch gekennzeichnet, daß der Boden (22) der Referenzdruckkammer (16) mit dem darin eingesetzten Kon taktstift (18) mit einer so großen Masse (26) versehen ist, daß er sich in gleichem Maße und in gleicher Richtung wie die Membran (17) durch die auf ihn einwirkenden Zentrifugalkräfte (Fz 1) im mittleren Bereich (22 a) durchwölbt.

2. Reifendruckschalter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Boden (22) der Referenzdruckkammer (16) im äußeren Bereich eine ringförmige Schwächung (25 a, 25) der Bodendicke aufweist.

3. Reifendruckschalter nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Schwächung der Bodendicke aus einer Ringnut (25) an der Außen seite des Bodens (22) der Referenzdruckkammer (16) besteht.

4. Reifendruckschalter nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeich net, daß der Boden (22) der Referenzdruckkammer (16) in dem zwischen der isolierten Durchführung (19) des Kontaktstiftes (18) und der Schwächung (25, 25 a) liegenden ringförmigen Bereich eine Verstärkung (26) der Bodendicke aufweist.