DE19626145A1 - Befestigungsvorrichtung für ein Elektronikmodul - Google Patents
Befestigungsvorrichtung für ein ElektronikmodulInfo
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Description
Gegenstand der Erfindung ist eine Vorrichtung zum lösbaren
Befestigen eines Elektronikmoduls an ein luftbereiftes
Fahrzeugrad mittels eines Federelements.
Zur Übertragung von Meßdaten, insbesondere zur Übertragung von
Luftdruck und/oder Temperatur, von den Rädern eines Fahrzeugs
an eine fahrzeugfeste zentrale Auswerteeinrichtung ist es
erforderlich, ein Elektronikmodul im Innern der Luftkammer des
Fahrzeugrades anzubringen. Die Plazierung sollte so konzipiert
sein, daß weder die bei schneller Fahrt auftretenden, extrem
großen Fliehkräfte noch die mit einem Reifenwechsel
erforderlichen Montagearbeiten eine Beschädigung hervorrufen
können.
Ein starres Verschrauben des Moduls mit dem Ventilkörper oder
ein Verschrauben des Moduls mit dem Ventil über eine
Kugelpassung wird den Anforderungen nicht ausreichend gerecht.
Zur Befestigung von Elektronikbausteinen sind im Tiefbett einer
Felge anbringbare Spannbänder bekannt. Wegen der
unterschiedlichen Wärmeausdehnungskoeffizienten von Felge und
Spannband sind zwischen Spannband und Felge elastische
Federelemente zwischenzuschalten. Obwohl theoretisch davon
ausgegangen werden kann, daß die Festigkeit des Sitzes durch
die Wahl der Vorspannung beherrschbar ist, sind
Beeinträchtigungen der Festigkeit bei derartigen Federelementen
nicht völlig auszuschließen.
Bei der Dimensionierung des Spannbandes muß auf das jeweilige
Format und die Größe der Felge Rücksicht genommen werden.
Weitere Nachteile derartiger Spannbänder ergeben sich aus einem
ungünstigen Krafteck: Durch Einleiten der Fliehkraft wird die
Zugkraft im Spannband sehr groß. Auch wird durch die konische
Gestalt des Tiefbettgrundes mancher Felgentypen eine
gleichmäßige Krafteinleitung in das Spannband kompliziert.
Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, ein universelles
Befestigungsmittel zur Integration eines Elektronikmoduls in
das System Rad zu schaffen.
Bei einer Vorrichtung zum lösbaren Befestigen eines
Elektronikmoduls an der Felge eines luftbereiften Fahrzeugrades
wird diese Aufgabe mittels eines Federelements gelöst, wobei
das Elektronikmodul zwischen dem freien Ende (Einspannflügel)
des Federelements und der Felge des Fahrzeugrades fest
einklemmbar ist.
Solch ein Federelement weist einen geringen Bauraum auf und ist
an Felgen unterschiedlichsten Typs und Größe universell
anbringbar.
Aufgrund des kompakten Baumaßes ist die Unwuchtmasse des
Federelements fast vernachlässigbar gering. Prinzipbedingt kann
die erforderliche Gesamtmasse gegenüber anderen bekannten
Systemen deutlich reduziert werden.
Wegen des einfachen Aufbaus läßt sich das Federelement
kostengünstig in Großserie herstellen.
Entsprechend einer bevorzugten Ausführungsform ist das
erfindungsgemäße Federelement an dem dem Reifeninnenraum
zugewandten Ende eines Ventilkörpers angebracht. Auf diese
Weise kann auf z. B. einen besonderen Niet oder Schraube zur
Befestigung des Federelements verzichtet werden.
Um einen festen Sitz des Elektronikmoduls zu gewährleisten, ist
die Berührungsfläche des Federelements so profiliert, daß das
Profil des Federelements einen Abdruck des entsprechend
profilierten Elektronikmoduls darstellt. Damit ist der
Formschluß zur Aufnahme von Kräften in der y-z-Ebene
gewährleistet. Hierdurch ist nicht nur ein besonders fester
Sitz sondern auch eine genaue, vorbestimmte Position des
Elektronikmoduls gegeben.
Durch einen zwischen Felge und Feder anbringbaren Anschlagring
wird die Dichtung entlastet. Gleichzeitig wird ein Zerdrücken
der Dichtung bei der Montage verhindert und die richtige
Position des Moduls gewährleistet.
Die Feder weist vorzugsweise eine progressive oder zweistufige
Kennlinie auf. Erfindungsgemäß kann dies durch Auftrennen des
freien Federendes realisiert werden. Dabei erzeugt der äußere
Teil des freien Federendes die erforderliche Vorspannkraft und
der innere Teil, der eine deutlich höhere Biegesteifigkeit
aufweist, wirkt als Federwegbegrenzung.
Nachfolgend wird die erfindungsgemäße Befestigungsvorrichtung
anhand der beigefügten Zeichnungen näher beschrieben.
Die Abb. 1 zeigt eine schematische Darstellung eines
solchen Federelements (Fig. 1a; Längsschnitt; Fig. 1b:
Draufsicht).
In den Abb. 2 und 3 sind bevorzugte Weiterbildungen der
Erfindung dargestellt (Fig. 2a, 3a: jeweils Längsschnitt; Fig. 2b,
3b: jeweils Draufsicht).
Anhand der Abb. 4 soll die Funktionsweise erläutert
werden.
Das Federelement 2 besteht aus einer Dichtung 4 und einem
Einspannflügel 6. Die Dichtung 4 des Federelements 2 ist an dem
dem Reifeninnenraum 8 zugewandten Ende 14 eines Ventilkörpers
12 befestigt. Das Ventil 12 ist wiederum an der Felge 10 des
Fahrzeugrades angebracht.
Der freie Einspannflügel 6 des Federelements 2 bildet zusammen
mit der Wandung der Felge des Fahrzeugs eine Halteklaue, in die
das zu befestigende Elektronikmodul 16 einspannbar ist.
Die Gehäuseoberfläche des Elektronikmoduls 16 weist eine
Profilierung 20 auf. In entsprechender Weise ist die Innenseite
des freien Einspannflügels 6 des Federelements 2 profiliert 18.
Die Abb. 2 unterscheidet sich von der Abb. 1
insbesondere durch die Verwendung eines Anschlagringes 22. Der
Zweck dieses Anschlagringes 22 besteht darin, die Dichtung 4
des Ventilsitzes zu entlasten, ein Zerdrücken der Dichtung 4
bei der Montage zu verhindern und die richtige Position des
Moduls 16 zu gewährleisten. Dabei ist anzumerken, daß sich die
Position des Moduls 16 mit dem Abstand zwischen Feder 2 und
Tiefbettflanke ändert.
Bei der Fig. 3 wird besonderes Augenmerk auf eine zweistufige
Ausbildung des Federelements 2 gerichtet.
Diese Zweistufigkeit wird durch Trennen des freien Endes 6 der
Feder 2 erreicht. Dabei erzeugt der äußere Teil 26 des freien
Federendes 6 die Vorspannkraft, positioniert das Modul 16 im
Tiefbett und nimmt einen Teil der Fliehkraft, bzw. deren
Reaktionskräfte auf. Der innere Teil 28 erhält eine deutlich
höhere Biegesteifigkeit als der äußere Teil 26 und eine eigene
Anlagefläche am Modul 16. Der innere Teil 28 wirkt als
Federwegbegrenzung des äußeren Teils 26 während des Wirkens
großer und durch den äußeren Teil 26 nicht aufnehmbarer
Fliehkräfte.
Das auf die Befestigungsfeder 2 in Form und Größe abgestimmte
Elektronikmodul 16 weist näherungsweise einen dreieckigen
Querschnitt auf. Die Oberseite 30 ist leicht nach oben gewölbt,
wodurch sich ein hinreichend großes Volumen ergibt. Die
Unterseite hat zwei verschiedene Schenkel 32, 34. Auf diese
Weise ergibt sich ein tiefer Schwerpunkt unterhalb der
Verbindungslinie der Auflagepunkte. Die in der Oberseite 30
befindliche Aussparung entspricht der Größe des freien Endes 6
der Befestigungsfeder 2, wodurch sich insgesamt ein paßgenauer
Halt ergibt.
Anschließend wird die Montage und die Funktionsweise anhand der
Abb. 4 kurz beschrieben.
Die Feder 2 wird mit Hilfe einer dafür vorgesehenen Bohrung,
vorzugsweise mit dem Ventil 12 verschraubt.
Das freie Federende 6 ist so ausgebildet, daß sich das
Elektronikmodul 16 an dieser Stelle um die x-Achse, relativ zur
Feder 2 frei drehen (Drehachse A) und aus der y-z-Ebene
kommende Kräfte, vorzugsweise durch Formschluß aufnehmen kann.
Aufgrund der Elastizität der Feder 2 kann sich in Abhängigkeit
der wirkenden Kräfte die Position der Drehachse A,
näherungsweise auf einer Kreisbahn mit dem Radius R bewegen.
Dabei ist anzumerken, daß der Radius R in Abhängigkeit der
Tiefbettgeometrie und der Ausgestaltung der Bohrung zur
Ventilbefestigung einen wesentlichen Einfluß auf die Lage des
Elektronikmoduls 16 hat.
Der Schwerpunkt des Elektronikmoduls 16 liegt vorzugsweise in
y-Richtung zwischen der Drehachse A und dem dem Reifeninnenraum
8 zugewandten Ende des Ventils 12, um ein "Unterweggleiten" des
Moduls 16 zu verhindern.
Bei dieser Anordnung des Schwerpunktes verhalten sich die
Kräfte bei steigender Kreisfrequenz des Rades wie folgt. Die
Fliehkraft Fflieh steigt und als Reaktion auch die Federkraft
Ffeder und die Auflagerkraft Flager 1, während die Auflagerkraft
Flager 2 abnimmt.
Es folgt daraus, daß bei bekannter Elektronikmodulmasse und
maximaler Kreisfrequenz eine Bewegung des Moduls 16 durch die
Auslegung der Feder 2 verhindert oder kontrolliert werden kann.
2 Federelement
4 Dichtung
6 Einspannflügel des Federelements
8 Reifeninnenraum der Felge
10 Felge
12 Ventilkörper
14 dem Reifeninnenraum zugewandtes Ende des Ventilkörpers
16 Elektronikmodul
18 Profilierung am freien Ende (Einspannflügel) des Federelements
20 Profilierung (im Gehäuse) des Elektronikmoduls
22 Anschlagring (Distanzring)
26 äußerer Teil des Federendes
28 inneres Teil des Federendes
30 Oberseite des Elektronikmoduls
32, 34 ungleichlange Schenkel der Unterseite des Elektronikmoduls
4 Dichtung
6 Einspannflügel des Federelements
8 Reifeninnenraum der Felge
10 Felge
12 Ventilkörper
14 dem Reifeninnenraum zugewandtes Ende des Ventilkörpers
16 Elektronikmodul
18 Profilierung am freien Ende (Einspannflügel) des Federelements
20 Profilierung (im Gehäuse) des Elektronikmoduls
22 Anschlagring (Distanzring)
26 äußerer Teil des Federendes
28 inneres Teil des Federendes
30 Oberseite des Elektronikmoduls
32, 34 ungleichlange Schenkel der Unterseite des Elektronikmoduls
Claims (6)
1. Vorrichtung zum lösbaren Befestigen eines Elektronikmoduls
(16) an der Felge (10) eines luftbereiften Fahrzeugrades
mittels eines Federelements (2), wobei das Elektronikmodul (16)
zwischen dem freien Ende (Einspannflügel) (6) des Federelements
(2) und der Felge (10) des Fahrzeugrades einklemmbar ist.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß das Federelement (2) an dem dem Reifeninnenraum (8)
zugewandten Ende (14) eines Ventilkörpers (12) angebracht ist.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Kontaktfläche des freien Endes (6) des Federelements
(2) profiliert ist, wobei diese Profilierung (18) mit einer
entsprechenden Profilierung (20) des zu befestigenden
Elektronikmoduls (16) korrespondiert.
4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1-3,
gekennzeichnet durch:
einen Anschlagring (22) zur Entlastung der Dichtung (4).
5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1-4,
dadurch gekennzeichnet,
daß das freie Ende (6) der Feder (2) längsgeteilt ist,
wobei der äußere Teil (26) des Federendes (6) eine
Vorspannkraft erzeugt, das Modul (16) im Tiefbett positioniert
und einen Teil der Fliehkraft bzw. deren Reaktionskraft
aufnimmt,
während der innere Teil (28) eine deutlich höhere Biegesteifigkeit als der äußere Teil (26) und eine eigene Auflagefläche am Modul (16) aufweist
und als Federwegbegrenzung des äußeren Teils (26) während des Wirkens großer und durch den äußeren Teil (26) nicht aufnehmbarer Fliehkräfte wirkt.
während der innere Teil (28) eine deutlich höhere Biegesteifigkeit als der äußere Teil (26) und eine eigene Auflagefläche am Modul (16) aufweist
und als Federwegbegrenzung des äußeren Teils (26) während des Wirkens großer und durch den äußeren Teil (26) nicht aufnehmbarer Fliehkräfte wirkt.
6. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
daß das Elektronikmodul (16) näherungsweise einen dreieckigen
Querschnitt aufweist,
wobei die obere Seite (30) nach oben gewölbt ist und
wobei die untere Seite zwei verschieden lange Schenkel (32), (34) aufweist,
wodurch sich insgesamt ein tiefer Schwerpunkt S unterhalb der Verbindungslinie der Auflagerpunkte Flager 1 und Flager 2 ergibt.
wobei die obere Seite (30) nach oben gewölbt ist und
wobei die untere Seite zwei verschieden lange Schenkel (32), (34) aufweist,
wodurch sich insgesamt ein tiefer Schwerpunkt S unterhalb der Verbindungslinie der Auflagerpunkte Flager 1 und Flager 2 ergibt.
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DE19626145A DE19626145A1 (de) | 1996-07-01 | 1996-07-01 | Befestigungsvorrichtung für ein Elektronikmodul |
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