DE4411709A1 - Reifendruckanzeige-Einrichtung - Google Patents
Reifendruckanzeige-EinrichtungInfo
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- B60C23/02—Signalling devices actuated by tyre pressure
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- G01L9/14—Measuring steady of quasi-steady pressure of fluid or fluent solid material by electric or magnetic pressure-sensitive elements; Transmitting or indicating the displacement of mechanical pressure-sensitive elements, used to measure the steady or quasi-steady pressure of a fluid or fluent solid material, by electric or magnetic means involving the displacement of magnets, e.g. electromagnets
Description
Die Erfindung betrifft eine Reifendruckanzeige-Einrichtung
für einen Luftreifen, der mit einem Reifenventil ausgerüstet
ist. Als solche Luftreifen kommen insbesondere Fahrzeugrei
fen und hier insbesondere die Druckluftreifen von PKW, LKW,
Omnibussen, Nutzfahrzeugen, Flugzeugen und Motorrädern in
Betracht.
Mehr im einzelnen betrifft die Erfindung eine Reifendruckan
zeige-Einrichtung nach dem Oberbegriff des Anspruches 1.
Eine Reifendruckanzeige-Einrichtung dieser Art ist aus der
Deutschen Patentschrift Nr. 36 00 830 bekannt. Nachdem die
Ventilkappe druckdicht auf das Reifenventil aufgeschraubt
und das Reifenventil mit Hilfe des Betätigungsgliedes ge
öffnet ist, beaufschlagt der Reifendruck die Membran und
verursacht eine Membranauslenkung, welche dem Reifendruck
entspricht. Die Druckdifferenz zwischen dem Reifendruck und
dem in der Druckkammer herrschenden Druck kann erheblich
sein, was zu einer entsprechenden mechanischen Belastung der
Membran führt. Die sich tatsächlich einstellende Auslenkung
der Membran hängt von der Druckdifferenz und den mechani
schen Eigenschaften des Membranmaterials ab. Die Membran
auslenkung bewirkt eine entsprechende Verstellung des Dauer
magneten. Der Magnetfeldsensor erfaßt den Abstand des Dauer
magneten von einer Bezugsebene und übersetzt diesen Abstand
in einen Druckwert, der digital angezeigt wird. Bereits Ab
standsänderungen im 1/100 mm-Bereich beeinflussen und ver
ändern die Druckanzeige. Die Erzeugung reproduzierbarer Er
gebnisse erfordert eine sorgfältige Anpassung und Kalibrier
rung der Auswerte- und Ansteuerelektronik im Handgerät an
die Membranauslenkung. Ferner muß auf eine höchst genaue
Einhaltung der bestimmungsgemäßen Anordnung des Handgerätes
bezüglich der Ventilkappe geachtet werden.
Weiterhin offenbart die Deutsche Patentschrift Nr. 41 16 709
eine, eine Druckabnahme anzeigende Ventilkappe für einen
Luftreifen, der mit einem Ventil mit Ventilrohr ausgerüstet
ist. Zu dieser Ventilkappe gehören:
- - ein Gehäuse mit einem geschlossenen Gehäuseende, das einen durchsichtigen Gehäuseabschnitt aufweist, ferner mit einer Gehäusewand und mit einem offenen Gehäuse ende, das auf das Ventilrohr aufschraubbar ist, wobei das geschlossene Gehäuseende und die Gehäusewand einen Gehäuseinnenraum begrenzen,
- - ein Dichtungselement, um das offene Gehäuseende gegen über dem Ventilrohr abzudichten,
- - ein Betätigungsglied zum Öffnen des Reifenventils,
- - eine auslenkbare Membran, welche den Gehäuseinnenraum in eine Druckkammer benachbart zum geschlossenen Ge häuseende und in eine Referenzdruckkammer benachbart zur Gehäusewand unterteilt, wobei die Druckkammer über wenigstens einen nicht-sperrbaren Kanal in einer perma nenten Strömungsverbindung mit dem Reifenventil steht, und die Referenzdruckkammer über eine verschließbare Öffnung in der Gehäusewand in Strömungsverbindung mit dem Reifenventil steht.
Die Besonderheit besteht darin, daß das Dichtungselement im
Verlauf des Aufschraubvorganges verformt wird und das ver
formte Dichtungselement die Öffnung in der Gehäusewand ver
schließt. Die Funktion dieser bekannten Ventilkappe ist der
artig, daß beim Aufschrauben des Gehäuses auf das Ventilrohr
zuerst das offene Gehäuseende gegenüber dem Ventilrohr abge
dichtet wird, daraufhin das Reifenventil mit Hilfe des Betä
tigungsgliedes geöffnet wird und der anfängliche Reifendruck
(Fülldruck) die Druckkammer und die Referenzdruckkammer be
aufschlagt, daraufhin die Referenzdruckkammer hermetisch
und dauerhaft verschlossen wird, und eine daraufhin erfol
gende Abnahme des aktuellen Reifendruckes gegenüber dem an
fänglichen in der Referenzdruckkammer herrschenden Reifen
druck ("gespeicherter" Fülldruck) eine Auslenkung der Mem
bran auf den durchsichtigen Gehäuseabschnitt hin bewirkt und
diese Membranauslenkung als Anzeige einer Reifendruckabnahme
wahrnehmbar ist.
An praktischen Ausführungsformen dieser bekannten Ventil
kappe beträgt die maximale Membranauslenkung nur einige
1/10 mm. Um die Erkennbarkeit einer Membranauslenkung zu
verbessern, ist zusätzlich eine mit Einschnitten versehene,
im Regelfalle geschlossene Abdeckfolie vorgesehen, deren
Foliensegmente sich bei einer Membranauslenkung kronenartig
aufstellen und eine Öffnung schaffen, durch welche hindurch
die vorzugsweise farbige Membran sichtbar wird. Auch mit
dieser sich im Mittelpunkt öffnenden Abdeckfolie bleiben die
optischen Unterschiede der mit der Ventilkappe angezeigten
Ja-Nein-Aussage vergleichsweise gering. Es wäre wünschens
wert diese optischen Unterschiede zu steigern und damit die
Erkennbarkeit der Anzeige einer Druckabnahme zu verbessern.
Eine solche Steigerung wird jedoch durch die geringen Abmes
sungen einer Ventilkappe begrenzt, die eine ausschließlich
mechanische Verstellung eines Anzeigeelementes bewirkt.
Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, eine Reifendruckan
zeige-Einrichtung der gattungsgemäßen Art zu schaffen, die
einfacher aufgebaut ist, die keine Kalibrierung erfordert
und die eine einfache Ja-Nein-Aussage des Inhalts liefert,
ob der abgefragte aktuelle Reifendruck einem vorgegebenen
Reifenfülldruck entspricht oder nicht.
Nach einem weiteren Ziel der Erfindung wird Elementenschutz
beantragt für die bestimmt ausgebildete Ventilkappe, die
einen wesentlichen Bestandteil der erfindungsgemäßen Reifen
druckanzeige-Einrichtung bildet.
Diese Aufgabe wird durch die Merkmale im Kennzeichen des An
spruches 1 gelöst.
Die erfindungsgemäße Ventilkappe weist die Merkmale aus An
spruch 19 auf.
Die Funktionsweise der erfindungsgemäßen Reifendruckanzeige
Einrichtung ist derartig, daß beim Aufschrauben des Ventil
kappengehäuses auf das Ventilrohr zuerst das offene Gehäuse
ende gegenüber dem Ventilrohr abgedichtet wird. Daraufhin
wird das Reifenventil mit Hilfe des Betätigungsgliedes ge
öffnet und der anfängliche Reifendruck (Reifenfülldruck) be
aufschlagt die Druckkammer und die Referenzdruckkammer. Dar
aufhin wird die Referenzdruckkammer hermetisch und dauerhaft
verschlossen. Eine daraufhin erfolgende Abnahme des aktuel
len Reifendruckes gegenüber dem anfänglichen, in der Refe
renzdruckkammer herrschenden Reifendrucks ("gespeicherter"
Reifenfülldruck) bewirkt eine Auslenkung der Membran auf das
geschlossene Gehäuseende zu. Hierbei wird der Dauermagnet
aus der ersten Stellung in die zweite Stellung verstellt.
Zur Abfrage und Anzeige des aktuellen Reifendruckes wird das
Handgerät in eine definierte Anlage an der Ventilkappe ge
bracht. Der Magnetfeldsensor am Handgerät erfaßt die jewei
lige Magnetstellung und veranlaßt eine entsprechende An
steuerung der Anzeigeeinrichtung. Die Anzeigeeinrichtung
liefert eine gut sichtbare Ja-Nein-Aussage des Inhalts, ob
der abgefragte Reifendruck dem vorgegebenen "gespeicherten"
Reifenfülldruck entspricht oder nicht. Die Anzeigeeinrich
tung kann beispielsweise mit Hilfe von Glimmlämpchen oder
Dioden ein optisch wahrnehmbares Signal erzeugen, oder kann
mit Hilfe eines Piezosummers ein akustisch wahrnehmbares
Signal erzeugen.
Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfin
dung ergeben sich aus den Unteransprüchen.
So kann vorzugsweise vorgesehen sein, daß zwischen der
ersten Magnetstellung und der zweiten Magnetstellung ein Ab
stand vorgesehen ist, und dieser Abstand einen Wert zwischen
0,3 und 0,9 mm hat. Besonders bevorzugt kann dieser Abstand
etwa 0,5 mm betragen.
Für die erfindungsgemäß angestrebte Ja-Nein-Aussage der An
zeigeeinrichtung ist ein derartig kleiner Abstand zwischen
den beiden Magnetstellungen völlig ausreichend. Diese ge
ringe Verstellung des Magneten erlaubt eine hochempfindliche
Reaktion der Membran auf Druckänderungen. Es können ohne
weiteres Membranmaterialien und Membranabmessungen gewählt
werden, die bereits bei Druckänderungen von 0,1 bar eine
Membranauslenkung von etwa 0,5 mm gewährleisten. D.h., mit
der erfindungsgemäßen Reifendruckanzeige-Einrichtung kann
eine Reifendruckabnahme von 0,1 bar sicher und deutlich
sichtbar angezeigt werden. Da die Membran nicht für Signal
zwecke eingefärbt werden muß, kann das Membranmaterial opti
mal hinsichtlich elastischer Eigenschaften und permanenter
Dichtigkeit ausgewählt werden. Dank des geringen Verstell
weges des Magneten kann die Bauhöhe der Ventilkappe ver
ringert werden.
Nach einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung wird als
Magnetfeldsensor ein einpoliger Halleffekt-Positionssensor
eingesetzt. Ein solcher einpoliger Halleffekt-Positionssen
sor schaltet bei Anwesenheit von positiver Flußdichte (Süd
pol). Bei abnehmendem positivem Fluß wird ausgeschaltet. Ein
beispielhafter einpoliger Halleffekt-Positionssensor weist
bei 25°C einen Nenn-Einschaltpunkt bei etwa 15 mT und einen
Nenn-Ausschaltpunkt bei etwa 11 mT (Millitessla) auf. Bei
diesem Sensor handelt es sich um einen temperaturkompen
sierten Halleffektsensor, der aus einem Vierfach-Hallele
ment besteht, das in der Mitte eines Chips angeordnet ist.
Thermoschallverschweißte Bonddrähte besorgen die elektrische
Verbindung vom Chip zum Kontaktrahmen. Der Chip ist in einem
glasfaserverstärkten, wärmegehärteten Kunststoff eingebettet
und weist in einem weiten Temperaturbereich von etwa -40°C
bis etwa +125°C gleichbleibende magnetische Kenndaten auf.
Der Abstandsbereich, in dem bei Anwesenheit von ausreichen
der positiver Flußdichte geschaltet wird, kann mehrere
1/10 mm, beispielsweise bis zu 0,3 mm betragen. Dies schafft
einen ausreichenden Toleranzbereich für die Positionierung
des Permanentmagneten und des Sensors sowie für die bestim
mungsgemäße Anordnung des Handgerätes an der Ventilkappe,
ohne daß Fehlsignale auftreten. Derartige einpolige Hall
effekt-Positionssensoren sind handelsüblich zugänglich.
Nach einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung ist das Ven
tilkappengehäuse vorzugsweise im wesentlichen als zylindri
sche, abgestufte, einseitig geschlossene Hülse ausgebildet,
mit einer umlaufenden Stufe zwischen einem engeren geschlos
senen Gehäuseende und einem weiteren offenen Gehäuseende.
Dieses zylindrische Ventilkappengehäuse besteht vorzugsweise
aus metallischem Material, beispielsweise aus Aluminium,
einer Al-Legierung, Messing oder aus Edelstahl, der keine
oder lediglich geringe ferromagnetische Eigenschaften auf
weist. Ferner kann das Ventilkappengehäuse aus Kunststoff
bestehen. Gut geeignet ist beispielsweise ein Material aus
gesinterten Polyimid-Partikeln, das hohe Festigkeit in einem
weiten Temperaturbereich von -200°C bis +800°C aufweist. Das
Handgerätgehäuse ist vorzugsweise länglich ausgebildet
(zylindrisch oder im wesentlichen quaderförmig) und weist
wenigstens eine Stirnfläche auf. Der Anlagebereich ist an
dieser Stirnfläche ausgebildet und umfaßt einen Hülsenab
schnitt, welcher das engere geschlossene Gehäuseende des
Ventilkappengehäuses umgreift und an der umlaufenden Stufe
anliegt, wenn das Handgerät die bestimmungsgemäße Anordnung
bezüglich der Ventilkappe einnimmt. Dieser Hülsenabschnitt
am Handgerätgehäuse kann beispielweise aus Aluminium be
stehen. Wenn das engere geschlossene Gehäuseende der Ventil
kappe in den Hülsenabschnitt am Handgerätgehäuse so weit
eintaucht, bis die Stirnfläche des Hülsenabschnittes an der
umlaufenden Stufe am Ventilkappengehäuse anliegt, wird mit
einfachen Mitteln eine genaue, definierte Anordnung des
Handgerätes bezüglich der Ventilkappe erhalten. Der Magnet
feldsensor am Handgerät befindet sich in der vorgegebenen
bestimmten Position, um den Abstand des Dauermagneten im
Ventilkappengehäuse zu erfassen.
Nach einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfin
dung ist vorgesehen, diese bestimmte Anordnung des Handge
rätes bezüglich der Ventilkappe auch mit einem Sensor am
Handgerät zu erfassen. Dieser Anordnungssensor erzeugt ein
Ausgangssignal, das eine optische und/oder akustische An
zeige ansteuert, wenn diese bestimmte Anordnung gegeben ist.
Als solcher Anordnungssensor kann beispielsweise ein Reed-
Element dienen, das auf den Dauermagneten an der Ventilkappe
in den beiden Magnetpositionen anspricht und ein positives
Ausgangssignal erzeugt, wenn die bestimmte Anordnung gegeben
ist. Dieses Reed-Element kann gleichzeitig auch den Magnet
feldsensor aktivieren, wenn die bestimmte Anordnung gegeben
ist. In diesem Falle ist ein zusätzlicher Schalter oder
Taster zur Aktivierung des Magnetfeldsensors und der An
steuerelektronik nicht erforderlich.
Bei einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung kann das
Handgerätgehäuse zweiteilig ausgebildet sein und kann zwei
Gehäuseteile aufweisen, die - gegen die Federkraft einer
Feder - teleskopartig ineinander verschiebbar ausgebildet
sind. In diesem Falle erfolgt die Anlage der Ventilkappe am
Meßkopf des Handgerätes unter einem bestimmten Anpreßdruck,
der durch die Federkraft der Feder vorgegeben ist. Die ge
genseitig "richtige" Anordnung und Zuordnung von Ventilkappe
und Meßkopf wird verbessert. In diesem Falle kann weiterhin
vorgesehen sein, daß im Verlauf des gegenseitigen Verstel
lens des einen Gehäuseteils gegen den anderen Gehäuseteil
ein elektrischer Kontakt geschlossen oder gelöst wird, über
welchen die elektrischen/elektronischen Komponenten (Magnet
feldsensor, Ansteuerschaltung, Anzeigeeinrichtung) am Hand
gerät mit elektrischer Energie versorgt werden. Im Falle
des Nicht-Gebrauchs des Handgerätes ist die Stromquelle
sicher von den stromverbrauchenden Komponenten getrennt.
Weiterhin ist kein zusätzlicher Schalter zur Aktivierung des
Meß- und Anzeigesystems erforderlich.
Nach einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfin
dung kann am Handgerätgehäuse eine Lehre (Prüfeinrichtung)
ausgebildet sein, um zu prüfen, ob das jeweilige Reifenven
til, auf welches die Ventilkappe aufgeschraubt werden soll,
einem Normventil entspricht oder nicht.
Im Verlauf des Aufschraubvorganges laufen nacheinander die
folgenden Funktionen ab:
- - Abdichtung des offenen Ventilkappenendes gegenüber dem Ventilrohr des Reifenventils,
- - Öffnung des Reifenventils durch Niederdrücken des Ventilstößels mit Hilfe des Betätigungsgliedes an der Ventilkappe,
- - Beaufschlagung der Referenzdruck-Kammer und der Druckkammer mit dem Reifendruck; und
- - hermetisch dichtes Verschließen der Referenzdruck- Kammer.
Diese Dreistufen-Abdichtung ist mehr im einzelnen in dem
Dokument DE 35 46 338 C1 beschrieben. Diese Maßnahmen laufen
im Verlauf einer oder weniger Ventilkappenumdrehungen im
Verlauf des Aufschraubvorganges ab. Der gewünschte Erfolg
kann praktisch nur dann erzielt werden, wenn der Ventil
stößel eine normgerechte Anordnung einnimmt. Die entspre
chenden Anforderungen sind beispielsweise in DIN 7757 (Ent
wurf vom Sept. 1984) angegeben. Danach darf sich die Stirn
fläche des Ventilstößels maximal 0,9 mm unterhalb oder
0,25 mm oberhalb der Stirnfläche des Ventilrohres befinden.
Diese Lehre zur Prüfung des Reifenventils kann eine Sackboh
rung umfassen, an deren Grund ein Betätigungsglied zum Nie
derdrücken des Ventilstößels angeordnet ist.
Diese Lehre kann beispielsweise an einer weiteren Stirn
fläche des Handgerätegehäuses ausgebildet sein. Zur Prüfung
wird das Ventilrohr in die Sackbohrung eingeführt, bis die
Ventilrohr-Stirnfläche am Grund der Sackbohrung anliegt.
Wird dabei mit Hilfe des Betätigungsgliedes der Ventilstös
sel niedergedrückt und das Reifenventil geöffnet, so tritt
Druckluft aus, wobei ein Zischgeräusch deutlich wahrnehmbar
ist. Dieses Zischgeräusch dient als Hinweis darauf, daß es
sich bei dem geprüften Ventil um ein Normventil handelt.
Bei einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung ist das Dich
tungselement, das für die Abdichtung zwischen dem offenen
Gehäuseende der Ventilkappe und dem Ventilrohr des Reifen
ventils sorgt, einstückig ausgebildet und wird im Verlauf
des Aufschraubvorganges verformt. Das verformte Dichtungs
element dient zusätzlich dazu, die Öffnung(en) in der Ge
häusewand zu verschließen, um dadurch die Referenzdruck-
Kammer hermetisch und dauerhaft zu verschließen.
Bei einem erneuten Abschrauben der Ventilkappe von einem
Reifenventil verformt sich das Dichtungselement wieder und
gibt die Öffnung(en) in der Gehäusewand wieder frei. Die
Referenzdruck-Kammer wird wieder geöffnet. In der Reifen
druckkammer kann ein Druckausgleich mit dem Umgebungsdruck
erfolgen. Daraufhin steht die Ventilkappe wieder zur Verfü
gung zum Einsatz an einem Luftreifen, der für den gleichen
oder für einen anderen Reifenfülldruck ausgelegt ist. Diese
universelle Anwendbarkeit einer einzigen Ausführungsform
einer Ventilkappe für verschiedene Luftreifen, die für einen
unterschiedlichen Reifenfülldruck ausgelegt oder bestimmt
sind, stellt einen besonderen Vorteil dieses Systems gegen
über anderen vorbekannten Systemen dar, bei welchen die Ven
tilkappe bereits Hersteller-seitig an einen bestimmten Rei
fenfülldruck angepaßt ist oder im Verlauf eines ersten Auf
schraubvorganges dauerhaft an einen bestimmten Reifenfüll
druck angepaßt wird.
Die für die erfindungsgemäße Reifendruckanzeige-Einrichtung
vorgesehene Ventilkappe weist im wesentlichen nachstehende
Bestandteile und Merkmale auf:
- ein einseitig geschlossenes Ventilkappengehäuse, das zusammen mit einer Gehäusewand einen Gehäuseinnen raum begrenzt und das mit einem offenen Gehäuseende auf ein Ventilrohr des Reifenventils aufschraubbar ist;
- ein einseitig geschlossenes Ventilkappengehäuse, das zusammen mit einer Gehäusewand einen Gehäuseinnen raum begrenzt und das mit einem offenen Gehäuseende auf ein Ventilrohr des Reifenventils aufschraubbar ist;
- - ein Dichtungselement, um das offene Gehäuseende gegen über dem Ventilrohr abzudichten;
- - ein Betätigungsglied zum Öffnen des Reifenventils;
- - eine Membran, die den Gehäuseinnenraum in eine Druck kammer benachbart zum geschlossenen Gehäuseende sowie in eine Referenzdruck-Kammer benachbart zur Gehäuse wand unterteilt und die in Abhängigkeit vom Reifen druck auslenkbar ist;
- - einen Permanentmagneten, der verschieblich angeordnet ist und der bei einer Membranauslenkung in die Druck kammer hinein verstellt wird,
- - dieser Dauermagnet eine erste Stellung benachbart zur Gehäusewand oder eine zweite Stellung benachbart zum geschlossenen Gehäuseende einnimmt;
- - die Druckkammer über wenigstens einen nicht sperr baren Kanal in Strömungsverbindung mit dem Reifen ventil steht;
- - die Referenzdruck-Kammer über eine oder mehrere ver schließbare Öffnung(en) in der Gehäusewand in Strö mungsverbindung mit dem Reifenventil steht; und
- - die Öffnung(en) in der Gehäusewand im Verlauf des Aufschraubvorganges hermetisch und dauerhaft ver schlossen wird/werden.
Nachstehend wird die Erfindung mehr im einzelnen anhand
einer bevorzugten Ausführungsform mit Bezugnahme auf die
Figuren erläutert; die letzteren zeigt
Fig. 1 in einer perspektivischen, teilweise geschnit
tenen Darstellung eine erfindungsgemäße Ventil
kappe;
Fig. 2 in einer auseinandergezogenen schematischen
Schnittdarstellung die verschiedenen Bestand
teile der Ventilkappe nach Fig. 1;
Fig. 3 in einer schematischen Schnittdarstellung eine
erste Ausführungsform eines an die Ventilkappe
nach Fig. 1 angepaßten Handgerätes, mit dem
abgefragt und angezeigt werden kann, ob in
einem Reifen, auf dessen Reifenventil diese
Ventilkappe aufgeschraubt ist, der vorgegebene
Reifendruck herrscht oder nicht;
Fig. 4 - ausschnittsweise - ein ausgewähltes Handge
rät, in dessen einer Stirnfläche eine Lehre zur
Prüfung einer Ventilkappe ausgebildet ist;
Fig. 5 in einer schematischen Schnittdarstellung eine
zweite Ausführungsform eines Handgerätes, das
an die Ventilkappe nach Fig. 1 angepaßt ist;
und
Fig. 6 ein schematisches Schaltungsdiagramm für das
Handgerät nach Fig. 5.
Die erfindungsgemäße Reifendruckanzeige-Einrichtung umfaßt
eine Ventilkappe 1 und ein Handgerät 70 (170) mit einer An
zeigeeinrichtung 86, 87 (183) (vgl. Fig. 3 oder Fig. 5). Die
Ventilkappe wird auf das Ventilrohr eines Reifenventils auf
geschraubt, wobei der Ventilstößel niedergedrückt und das
Reifenventil geöffnet wird. Innerhalb der Ventilkappe 1 be
findet sich ein Dauermagnet 40, der zwei verschiedene Posi
tionen einnehmen kann. Die jeweilige Magnetposition wird mit
Hilfe des Handgerätes 70 (170) abgefragt und in eine optisch
sichtbare oder akustisch wahrnehmbare Anzeige umgesetzt.
Die mit den Fig. 1 und 2 dargestellte Ventilkappe (1) be
steht im wesentlichen aus einem metallischen Ventilkappen
gehäuse 10 und einer in dieses Gehäuse einführbaren Meßzelle
20, an der sich die auslenkbare Membran 30 mit dem Dauermag
neten 40 und das Betätigungsglied 26 befindet. Zusätzlich
sind ein Dichtungsring 50 und ein Gewindering 60 vorgesehen.
Die Meßzelle kann bespielsweise aus Kunststoff oder aus me
tallischem Material (A1) bestehen.
Das Gehäuse 10 besteht vorzugsweise aus einer sich stufen
förmig erweiternden Metallhülse, die beispielsweise aus
Aluminium, einer Aluminiumlegierung, Messing oder Edelstahl
mit geringen ferromagentischen Eigenschaften bestehen kann.
Das Gehäuse 10 weist ein engeres geschlossenes Gehäuseende
11 und ein weiteres offenes Gehäuseende 13 auf, zwischen
denen sich eine umlaufende Stufe 12 befindet. An der inneren
Wand des weiteren Gehäuseabschnittes 13 sind eine erste um
laufende Stufe 14 und daran anschließend eine zweite umlau
fende Stufe 15 ausgebildet. An die zweite umlaufende Stufe
15 schließt ein Innengewindeabschnitt 16 an. Das gesamte
Ventilkappengehäuse 10 begrenzt einen Gehäuseinnenraum 17,
dessen oberer Bereich eine Druckkammer 18 bildet.
In diesen Gehäuseinnenraum 17 ist eine Meßzelle 20 einsetz
bar, deren Aufbau insbesondere aus Fig. 2 ersichtlich ist.
Diese Meßzelle 20 besteht im wesentlichen aus einer umlau
fenden zylinderförmigen Hülsenwand 21, die von einer Ge
häusewand 23 absteht, die im wesentlichen vertikal zur
Ventilkappenlängsachse ausgerichtet ist und geringfügig über
den Umfang der Hülsenwand 21 vorsteht, so daß eine umlau
fende Schulter 22 gebildet wird. Von der gegenüberliegenden
Seite der Gehäusewand 23 steht das Betätigungsglied 26 ab,
das im wesentlichen als zylinderförmiger Stempel ausgebil
det ist, der im wesentlichen rotationssymmetrisch zur Ven
tilkappenlängsachse angeordnet und einstückig mit der Ge
häusewand 23 ausgebildet ist. In der Gehäusewand 23 ist eine
durchgehende Öffnung 24 ausgespart. Das als zylinderförmiger
Stempel ausgebildete Betätigungsglied 26 weist eine Stempel
stirnfläche 27 auf, an welcher im Verlauf des Aufschraub
vorganges der Ventilstößel eines Reifenventiles anliegen
kann, der bei Fortsetzung des Aufschraubvorganges mit Hilfe
des Betätigungsgliedes 26 niedergedrückt wird, um das Rei
fenventil zu öffnen. Im Material des Betätigungsgliedes 26
und der Gehäusewand 23 sind miteinander verbundene Bohrungen
ausgespart, die einen nicht sperrbaren Kanalabschnitt 28
bilden, der an der Stempelstirnfläche 27 beginnt, durch das
Material des Stempels 26 und der Gehäusewand 23 hindurch
führt, und der an einer Stelle 29 aus der Gehäusewand 23
austritt, die auch von dem verformten Dichtungselement 50
nicht erreichbar ist.
Im Abstand zur Gehäusewand 23 ist an der umlaufenden Hülsen
wand 21 eine auslenkbare Membran 30 angeordnet und druck
dicht mit der Hülsenwand 21 verbunden, beispielsweise dort
mit ihrem umlaufenden Randabschnitt angeklebt. Diese Membran
30 weist hohe Elastizität und eine minimale Gasdiffusion auf
und kann beispielsweise aus Natur-Latex bestehen. Bereits
eine geringe Druckdifferenz von 0,1 bar auf den beiden
Membranseiten bewirkt eine deutliche Membranauslenkung von
wenigstens 0,5 mm.
Die Meßzelle 20 weist derartige Abmessungen auf, daß die
Meßzelle 20 bei geringem Spiel in den Gehäuseinnenraum 17
einführbar ist, bis die umlaufende Schulter 22 an der Meß
zelle 20 an der ersten umlaufenden Stufe 14 an der Gehäuse
innenwand anliegt. Es verbleibt ein ausreichender freier
Raum oberhalb der Membran 30, welcher als Druckkammer 18
dient, in den hinein sich die Membran 30 auslenken kann,
wenn der Druck innerhalb der Referenzdruck-Kammer 25 größer
ist, als der Druck innerhalb der Druckkammer 18. Zwischen
der Außenfläche der Hülsenwand 21 und der Innenwand des
engeren Gehäuseabschnittes 11 verbleibt ein ausreichender
Zwischenraum, um eine Strömungsverbindung zwischen der
Druckkammer 18 durch den nicht sperrbaren Kanalabschnitt 28
hindurch zum Reifenventil zu gewährleisten.
Weiterhin ist ein - vorzugsweise aus Messing bestehender -
Gewindering 60 vorgesehen, der an seinem Außenumfang einen
Außengewindeabschnitt 61, und der an seinem Innenumfang
einen Innengewindeabschnitt 62 aufweist. Der Innengewinde
abschnitt 62 ist vorzugsweise als Gewinde G8 ausgebildet,
das auf das typischerweise vorgesehene Außengewinde am Ven
tilrohr eines Reifenventils aufschraubbar ist. Nachdem die
Meßzelle 20 in den Gehäuseinnenraum 17 eingesetzt worden
ist, wird der Gewindering 60 mit seinem Außengewindeab
schnitt 61 in den Innengewindeabschnitt 16 an der Innen
wand des weiteren Gehäuseabschnittes 13 eingeschraubt, bis
der Gewindering 60 mit seiner Stirnfläche fest an der Außen
seite der Gehäusewand 23 anliegt. Auf diese Weise wird ein
fester und stabiler Sitz der Meßzelle 20 und des Gewinde
ringes 60 im Gehäuseinnenraum 17 des Ventilkappengehäuses 10
gewährleistet. Zusätzlich kann eine Sicherung des einge
schraubten Gewinderinges 60 mit Hilfe eines Klebemittels,
beispielsweise "Locktite" vorgesehen werden.
Schließlich ist ein elastisch verformbares Dichtungselement
in Form eines O-Ringes 50 vorgesehen. Vorzugsweise weist
dieser O-Ring einen kreisrunden Querschnitt des Ringmate
rials auf. Der Außendurchmesser des O-Ringes 50 ist kleiner
als der Innendurchmesser des Gewinderinges 60, so daß der
O-Ring in den Gewindering 60 eingesetzt werden kann, bis der
O-Ring 50 an der Außenfläche der Gehäusewand 23 anliegt. Der
Innendurchmesser des O-Ringes 50 ist größer als der Außen
durchmesser des zylinderförmigen Stempels 26, so daß dieser
Stempel 26 durch den lichten Innenraum des O-Ringes 50 hin
durchragen und über die Ringebene des O-Ringes 50 vorstehen
kann. Typischerweise hat der O-Ring 50 einen Durchmesser,
welcher an den Durchmesser eines typischen Reifenventil
rohres angepaßt ist, so daß der O-Ring 50 beim Aufschrauben
der Ventilkappe 1 auf ein Reifenventilrohr zwischen der Ven
tilrohr-Stirnfläche und der Außenfläche der Gehäusewand 23
eingespannt wird. Es sind solche Abmessungen für den O-Ring
50 und für den zylinderförmigen Stempel 26 sowie eine solche
Anordnung der Öffnung 24 gewählt, daß der nicht-verformte
O-Ring 50 in keinem Falle die Öffnung 24 verschließen kann.
Beim Aufschrauben der Ventilkappe 1 auf das Ventilrohr eines
typischen Reifenventils kann eine Dreistufen-Abdichtung er
zielt werden, wie das mehr im einzelnen in dem Dokument
DE 35 46 338 C1 dargelegt ist. In einer ersten Stufe des
Aufschraubvorganges wird der O-Ring 50 zwischen der Stirn
fläche des Ventilrohres und der Außenfläche der Gehäusewand
23 eingespannt und bewirkt so eine druckdichte Abdichtung
zwischen dem offenen Gehäuseende 5 der Ventilkappe 1 und dem
Ventilrohr. Bei Fortsetzung des Aufschraubvorganges drückt
das Betätigungselement 26 den Ventilstößel nieder und öffnet
das Reifenventil, so daß das im Reifen befindliche Druck
medium unter dem dort herrschenden Druck in den Ventilkap
pen-Gehäuseinnenraum 17 einströmen kann und sowohl die Re
ferenzdruckkammer 25 wie die Druckkammer 18 mit dem anfäng
lichen Reifendruck beaufschlagt. Schließlich wird - bei
weiterer Fortsetzung des Aufschraubvorganges - in einer
dritten Stufe der O-Ring 50 so weit verformt, daß er die
Öffnung 24 in der Gehäusewand 23 hermetisch und dauerhaft
verschließt.
Die Membran 30, die umlaufende Hülsenwand 21 und die Ge
häusewand 23 begrenzen eine Referenzdruckkammer 25, welche
über die Öffnung 24 mit dem anfänglichen Reifendruck (Rei
fenfülldruck) beaufschlagbar ist, nachdem das Reifenventil
geöffnet worden ist. Nach dem Verschließen der Öffnung 24
herrscht in der Referenzdruckkammer 25 ein dem Reifenfüll
druck entsprechender Referenzdruck. Der Reifenfülldruck ist
in der Referenzdruckkammer 25 "gespeichert". Sinkt nun der
Druck außerhalb der Referenzdruckkammer 25 nennenswert ge
genüber dem Referenzdruck ab, so wird dies zu einer nach
außen gerichteten Auslenkung der Membran 30 führen.
Die umlaufende Hülsenwand 21 erstreckt sich in Längsrich
tung über die Membran 30 hinaus. Innerhalb des über die
Membran 30 hinausstehenden Hülsenwandabschnittes 45 befin
det sich ein Führungsring 46. An der zur Referenzdruckkam
mer 25 abgewandten Seite liegt an der Membran 30 ein Dauer
magnet 40 an. An der gegenüberliegenden Membranseite (inner
halb der Referenzdruckkammer 25) liegt an der Membran 30 ein
Plättchen 42 aus ferromagnetischem Material an. Aufgrund der
magnetischen Anziehungskraft zwischen Dauermagnet 40 und
Plättchen 42 wird der Magnet 40 in der Anlage an der Membran
30 gehalten und folgt deren Auslenkung. Die Abmessungen des
vorstehenden Hülsenwandabschnittes 45 begrenzen die Hubbewe
gung des Dauermagneten 40.
Der Dauermagnet 40 kann eine erste Position einnehmen, wel
che der Ruhelage der Membran 30 entspricht. Ferner kann der
Dauermagnet 40 eine zweite, angehobene Position einnehmen,
welche durch eine Membranauslenkung verursacht wird. Der Ab
stand zwischen der ersten Magnetposition und der zweiten
Magnetposition beträgt etwa 0,5 mm, d. h., die Hubbewegung
des Magneten ist auf eine Strecke von etwa 0,5 mm begrenzt.
Der Dauermagnet 40 ist vorzugsweise ein scheibenförmiger
Körper, der mit einer Hauptfläche an der Membran 30 anliegt
und der mit seiner Umfangsfläche innerhalb des Führungs
ringes 46 geführt ist. Ein dünnes Scheibchen mit einem
Durchmesser von etwa 4 bis 6 mm und einer Stärke von etwa
1 bis 2 mm aus herkömmlichen Permanent-Magnetmaterialien
ist gut geeignet. Entsprechende Magnete sind als sog. Meß
magnete im Handel erhältlich. Vorzugsweise besteht der
Magnet 40 aus pulverförmigen Magnetmaterialien hoher
Koerzitivkraft, die in einer Kunststoffmatrix eingebettet
sind. Der fertige Magnetkörper ist dann in axialer Richtung
aufmagnetisiert.
Die jeweilige Magnetposition wird von einem Magnetfeld
sensor 80 erfaßt, der sich in einem unabhängig handhabbaren
Handgerät 70 befindet (vgl. Fig. 3). Das Handgerät 70 weist
ein längliches (vorzugsweise zylindrisch oder quaderförmig)
Handgerätgehäuse 71 auf, mit wenigstens einem Meßkopf 73, an
dem ein Anlageabschnitt ausgebildet ist. Dieser Anlageab
schnitt kann eine Aluminiumhülse 74 sein, die einen ausrei
chenden Innendurchmesser aufweist, um den engeren, geschlos
senen Gehäuseabschnitt 11 des Ventilkappengehäuses 10 zu um
fassen. Die Tiefe der Aluminiumhülse 74 ist ausreichend, um
den gesamten engeren Gehäuseabschnitt 11 aufzunehmen. Die
bestimmungsgemäße Anordnung der Ventilkappe 10 bezüglich des
Handgeräts 70 ist dann gegeben, wenn der engere Gehäuseab
schnitt 11 in die Aluminiumhülse 74 eintaucht und die Stirn
fläche 75 der Aluminiumhülse 74 an der umlaufenden Stufe 12
am Ventilkappengehäuse 10 anliegt. In dieser bestimmten An
ordnung beträgt der Abstand zwischen Dauermagnet 40 und
Magnetfeldsensor 80 etwa 2,5 bis 3 mm. Als Magnetfeldsensor
kommen verschiedene, bekannte Einrichtungen in Betracht,
welche die magnetische Flußdichte und damit den Abstand zu
einem Magneten bestimmter Feldstärke erfassen können.
Beispielsweise kommen induktiv oder kapazitiv arbeitende
Näherungssensoren in Betracht, oder ein Reed-Element. Vor
zugsweise wird als Magnetfeldsensor ein Hallsensor einge
setzt, hier besonders bevorzugt ein einpoliger Halleffekt-
Positionssensor. Der Hallsensor erfaßt, ob in einem mehrere
0,1 mm tiefen Meßbereich eine zum Schalten ausreichende
magnetische Flußdichte vorhanden ist oder nicht. In der
gewählten bestimmungsgemäßen Anordnung ist diese ausrei
chende Flußdichte dann gegeben, wenn der Dauermagnet 40
seine zweite, angehobene Position benachbart zum geschlos
senen Gehäuseende 11 einnimmt. Der Hallsensor 80 erzeugt ein
Ausgangssignal, das verstärkt und weiterverarbeitet wird.
Nimmt andererseits - unter Beibehaltung der bestimmten An
ordnung - der Dauermagnet 40 seine erste Position entspre
chend der nicht-ausgelenkten Ruhelage der Membran 30 ein, so
erfaßt der Hallsensor 80 keine ausreichende Flußdichte.
Das Handgerät 70 kann zusätzlich einen Anordnungssensor 85
enthalten, mit dessen Hilfe ermittelt wird, ob die vorge
gebene, bestimmte Anordnung zwischen Ventilkappengehäuse 10
und Handgerät 70 gegeben ist oder nicht. Der Anordnungssen
sor kann einen Berührungskontakt zur Oberfläche des Ventil
kappengehäuses 10 herstellen, oder ein solcher Anordnungs
sensor kann berührungsfrei, beispielsweise kapazitiv die
Annäherung der Stirnfläche des geschlossenen Gehäuseendes 11
der Ventilkappe 10 erfassen. Vorzugsweise ist als Anord
nungssensor ein Reed-Element 85 vorgesehen, das ebenfalls
auf den Magneten 40 in der Ventilkappe 10 anspricht und das
unabhängig von der Position des Magneten dann ein positives
Anordnungssignal bildet, wenn die "richtige" bestimmungsge
mäße Anordnung zwischen Ventilkappe 10 und Handgerät 70 ge
geben ist. Das positive Anordnungssignal wird angezeigt,
beispielsweise durch kontinuierliches Aufleuchten einer
grünen Leuchtdiode 86 (LED). Ferner aktiviert ein positives
Anordnungssignal selbsttätig die Meßeinrichtung, so daß der
Magnetfeldsensor 80 die jeweilige Position des Magneten 40
erfassen wird. Erfaßt der Magnetfeldsensor 80 die erste
Magnetposition entsprechend der Ruhelage der Membran 30
(d. h. der aktuelle abgefragte Reifendruck entspricht dem in
der Referenzdruck-Kammer 25 gespeicherten Druck; d. h. der
abgefragte Reifendruck ist in Ordnung), so kann eine ent
sprechende Anzeige erfolgen: beispielsweise kann die grüne
Leuchtdiode 86 periodisch aufleuchten. Erfaßt der Magnet
feldsensor 80 demgegenüber die zweite Magnetposition, so
kann eine zweite, rote Leuchtdiode 87 aufleuchten. Dieses
Signal vermittelt dem Benutzer einen Hinweis darauf, daß
der aktuelle Reifendruck um wenigstens 0,1 bar gegenüber dem
"gespeicherten" Reifenfülldruck abgenommen hat, und daß die
übliche Kontrolle des Reifendruckes angezeigt ist.
Innerhalb des Handgerätgehäuses 71 ist eine Platine 82 be
festigt, an welcher der Magnetfeldsensor 80, der Anordnungs
sensor 85 und die verschiedenen Komponenten 84, 84′, 84′′
einer Schaltungs- und Ansteuerelektronik angebracht sind.
Die Ausgänge der Elektronik sind mit den verschiedenen
Leuchtdioden 86 und 87 verbunden. Zur Versorgung mit Strom
und Spannung dient eine Stromquelle 89, beispielsweise eine
Batterie oder ein wieder aufladbarer Akkumulator, die/der
auswechselbar innerhalb des Handgerätes angebracht ist.
Zusätzlich zu den genannten Bestandteilen kann das Handge
rät weitere Elemente und Schaltungsanordnungen enthalten,
etwa um auf Abfrage den Zustand der Stromversorgungsquelle
und/oder die Einsatzbereitschaft des Magnetfeldsensors an
zuzeigen.
Wie mit Fig. 4 dargestellt, kann das zum Meßkopf 73 gegen
überliegende Ende des Handgerätes 70 einen in das Hand
gerätgehäuse einschraubbaren Stopfen 90 aufweisen, an dessen
Stirnfläche 93 die Lehre 95 zur Prüfung einer Ventilkappe
ausgebildet ist. Diese Lehre 95 umfaßt eine Sackbohrung 96,
an deren Grund 97 ein Betätigungsglied 98 angeformt ist.
Wird - durch entsprechendes Aufsetzen des Handgerätes 70 auf
eine Ventilkappe - ein Ventilrohr in die Sackbohrung 96 ein
geführt, bis die Ventilrohr-Stirnfläche am Grund 97 der
Sackbohrung 96 anliegt, so drückt das Betätigungsglied 98
den Ventilstößel nieder und öffnet das Reifenventil. Nach
Abschrauben des Stopfens 90 kann die vorhandene Batterie 89
gegen eine neue Batterie ausgetauscht werden.
Mit Fig. 5 ist eine weitere Ausführungsform eines Handge
rätes 170 dargestellt. Das ein im wesentlichen zylinderför
miges Gehäuse 171 aufweist, das im wesentlichen aus einem
ersten Hülsenabschnitt 172 und einem zweiten Hülsenabschnitt
175 besteht. Die Hülsenabschnitte 172, 175 bestehen vorzugs
weise aus dauerhaftem, metallischem Material, beispielsweise
aus Aluminium, einerAluminium-Legierung, Messing, Edelstahl
und dergleichen. Der Hülsenabschnitt 175 weist zwei gegen
überliegende Endabschnitte auf. Der eine Endabschnitt ist
mit einem Innengewinde versehen, und in diesen einen Endab
schnitt ist ein entfernbarer Deckel 178 eingeschraubt. In
den anderen Endabschnitt ist verschieblich der erste Hülsen
abschnitt 172 eingesetzt. Ein Stützring 176 aus elektrisch
isolierendem Kunststoff ist am Innenumfang des zweiten Hül
senabschnittes 175, etwa mittig zwischen den beiden Endab
schnitten befestigt. In das eine Abteil zwischen Stützring
176 und Deckel 178 sind zwei Knopfzellen 189, 189′ (3-Volt
Lithium-Batterien) eingesetzt, die in Reihe geschaltet sind.
In das andere Abteil ist eine zylindrische, auf Druck bean
spruchte Schraubenfeder 177 (Meßkopf-Feder) eingesetzt, die
sich mit dem einen Federende am Stützring 176 und mit dem
anderen Federende an einer Stirnwand 160 des ersten Hülsen
abschnittes 172 abstützt. Der vorstehende, freie Endab
schnitt des ersten Hülsenabschnittes 172 ist als Meßkopf
173 ausgebildet. Dieser Meßkopf 173 weist einen Anlagebe
reich für die definierte Anlage der mit einem Dauermagneten
40 versehenen Ventilkappe 1 auf. Dieser Anlagebereich ist in
Form einer Aluminiumhülse 174 mit definierten Innenabmessun
gen ausgebildet, weiche an die Außenabmessungen der Ventil
kappe 1 derartig angepaßt sind, daß eine definierte Positio
nierung des Meß- oder Dauermagneten 40 an der Ventilkappe 1
bezüglich eines Magnetfeldsensors 180 am Meßkopf 173 ermög
licht wird. Es wird so ein zweiteiliges Gehäuse 171 geschaf
fen, dessen Gehäuseteile 172, 175 in axialer Richtung gegen
die Federkraft der Schraubenfeder 177 teleskopartig inein
anderschiebbar sind.
Am Meßkopf 173 ist benachbart zum Boden der Aluminiumhülse
174 eine radial ausgerichtete Platine 182 angebracht. An der
zur Aluminiumhülse 174 benachbarten Seite dieser Platine 182
ist axial-mittig ein Magnetfeldsensor 180 (Hall-Sensor) an
gebracht. An der gegenüberliegenden Seite ist an der Platine
182 ein Piezosummer 183 zusammen mit einer entsprechenden
Ansteuerschaltung 184 angebracht. An dem zum Meßkopf 173
entfernten Endabschnitt wird der erste Hülsenabschnitt 172
von einer radialen Stirnwand 160 begrenzt, die aus elek
trisch isolierendem Kunststoff besteht.
Diese Stirnwand 160 ist mit einer axial und mittig ausge
richteten Bohrung 162 versehen, die von einer, einstückig
an der Stirnwand 160 angeformten Hülse 163 umgeben ist. In
dieser Bohrung 162 und Hülse 163 ist ein Kontaktstift 164
geführt, der an einem Ende einen Kopf 165 und am gegenüber
liegenden Ende einen tellerförmigen Fuß 166 aufweist, dessen
Teller im Abstand zur Stirnwand 160 gehalten ist. Dieser
Kontaktstift 164 einschließlich Kopf 165 und Fuß 166 besteht
aus einem metallischen, elektrisch leitenden Material. Der
Schaft des Kontaktstiftes 164 ist von einer zylinderförmigen,
auf Druck beanspruchten Schraubenfeder 167 (Kontakt
stift-Feder) umgeben, die mit einem Federende am Kontakt
stift-Kopf 165 und mit dem anderen Federende an einer um
laufenden, die Bohrung 162 begrenzenden Schulter der Stirn
wand 160 abgestützt ist. Im Zwischenraum zwischen Stirnwand
160 und Teller am Fuß 166 des Kontaktstiftes 164 ist ein
Kontaktring 168 angeordnet, der über eine Zenerdiode 169 in
elektrisch leitender Verbindung mit dem Magnetfeldsensor 180
und dem Piezosummer 183 steht (vgl. Schaltungsdiagramm nach
Fig. 6). Unter der Federkraft der Schraubenfeder 167 wird
der Rand des Tellers des Kontaktstift-Fußes 166 in der An
lage (und elektrisch leitenden Verbindung) am Kontaktring
168 gehalten. Der Kontaktstift 164 weist - unabhängig von
dem Weg über den Kontaktring 164 - eine direkte, elektrisch
leitende Verbindung zu den stromverbrauchenden Komponenten
(Magnetfeldsensor 180, Piezosummer 183, Ansteuerschaltung
184) auf (vgl. Schaltungsdiagramm nach Fig. 6).
Nachstehend wird der Einsatz dieses Handgerätes 170 (nach
Fig. 5) beschrieben. Zweckmäßigerweise wird der größere
Hülsenabschnitt 175 des Gehäuses 171 mit zwei oder drei
Fingern gepackt und so geführt, daß die Ventilkappe 1 in den
Anlagebereich am Meßkopf 173 eingeführt wird. Nach erfolgter
Anlage der Ventilkappe 1 an der Aluminiumhülse 174 des Meß
kopfes 173 wird - gegen den Anlagewiderstand - die axiale,
auf die Ventilkappe 1 zu gerichtete Bewegung am großen Hül
senabschnitt 175 fortgesetzt. Die Federkraft der Schrauben
feder 177 (Meßkopf-Feder) wird überwunden, und der größere
Hülsenabschnitt 175 wird teleskopartig auf den kleineren
Hülsenabschnitt 172 aufgeschoben, so daß der letztere tiefer
in den größeren Hülsenabschnitt 175 eintaucht. Hierdurch
wird ein elektrischer Kontakt zwischen dem Boden der Knopf
zelle 189 und dem Kontaktstift-Kopf 165 geschlossen. Über
den am Kontaktring 168 anliegenden Teller des Kontaktstift-
Fußes 166 werden der Magnetfeldsensor 180 und der Piezosum
mer 183 mit elektrischer Energie versorgt. Daraufhin erzeugt
der Piezosummer 183 ein akustisch wahrnehmbares Signal
(erster Summton). Dieses "Bereitschaftssignal" zeigt die
Funktionstüchtigkeit (ausreichende Batteriespannung) des
Handgerätes 170 an und ertönt nur, wenn (a) die Funktions
tüchtigkeit des Handgerätes 170 gegeben ist und wenn (b) die
Ventilkappe 1 "richtig" in die Aluminiumhülse 174 am Meßkopf
173 eingeführt ist.
Bei der weiteren Fortsetzung der relativen axialen Verstel
lung des großen Hülsenabschnittes 175 gegenüber dem an der
Ventilkappe 1 festgehaltenen kleinen Hülsenabschnitt 172
wird der Teller am Kontaktstift-Fuß 166 vom Kontaktring 166
gelöst. Die Energieversorgung des Piezosummers 183 kann
jetzt nur noch über die direkte elektrisch leitende Verbin
dung zwischen Kontaktstift 164 mit der Ansteuerschaltung 184
über diese Ansteuerschaltung 184 nach Maßgabe des Signals
des Magnetfeldsensors 180 erfolgen (vgl. auch Schaltungs
diagramm nach Fig. 6). In Abhängigkeit von der Stellung des
Magneten 40 in der Ventilkappe 1 kann der Piezosummer 183
ein weiteres akustisch wahrnehmbares Signal (zweiter Summ
ton, beispielsweise Dauerton) erzeugen, der wahlweise als
Hinweis auf einen Druckverlust in dem betreffenden Reifen
dient. Bei Beendigung der Druckausübung auf den großen Hül
senabschnitt 175 (und Entfernung des Meßkopfes 173 von der
Ventilkappe 1) wird wiederum kurzfristig das Bereitschafts
signal erzeugt, wenn der Teller des Kontaktstift-Fußes 166
am Kontaktring 168 anliegt. Beim weiteren, teleskopartig
Voneinanderwegschieben des großen Hülsenabschnittes 175 vom
kleinen Hülsenabschnitt 172 unter der Wirkung der Schrauben
feder 177 wird der elektrische Kontakt zwischen dem Kontakt
stift 165 und der Knopfzelle 189 gelöst. Die Energieversor
gung der stromverbrauchenden Komponenten (Piezosummer 183,
Ansteuerschaltung 184 und Magnetfeldsensor 180) ist wiederum
unterbrochen.
Claims (22)
1. Reifendruckanzeige-Einrichtung
für einen Luftreifen, der mit einem Reifenventil ausge
rüstet ist,
mit einer Ventilkappe (1), die aufweist:
- - ein einseitig geschlossenes Ventilkappengehäuse (10), das zusammen mit einer Gehäusewand (23) einen Gehäuseinnenraum (17) begrenzt und das mit einem offenen Gehäuseende (5) auf ein Ventilrohr des Rei fenventils aufschraubbar ist;
- - ein Dichtungselement (50), um das offene Gehäuseende (5) gegenüber dem Ventilrohr abzudichten;
- - ein Betätigungsglied (26) zum Öffnen des Reifenven tils;
- - eine Membran (30), die den Gehäuseinnenraum (17) in eine Druckkammer benachbart zum geschlossenen Gehäu seende (11) sowie in eine Referenzdruckkammer (25) benachbart zur Gehäusewand (26) unterteilt, und die in Abhängigkeit vom Reifendruck auslenkbar ist;
- - einen Permanentmagneten (40), der verschieblich an geordnet ist und der bei einer Membranauslenkung in die Druckkammer (18) hinein verstellt wird;
und ferner mit einem Handgerät (70; 170), das aufweist;
- - ein Handgerätgehäuse (71; 171) mit einem Anlagebe reich (74; 174) zur definierten Anordnung bezüglich der Ventilkappe (1);
- - einen Magnetfeldsensor (80; 180);
- - eine Stromquelle (89; 189);
- - wenigstens eine Anzeigeeinrichtung (86, 87; 183) und eine oder mehrere Schaltungseinrichtungen (84, 84′, 84′′; 184) zur Verarbeitung des Ausgangssignals des Magnetfeldsensors (80; 180) und zur Ansteuerung der Anzeigeeinrichtung (86, 87; 183);
dadurch gekennzeichnet, daß
- - die Druckkammer (18) über wenigstens einen nicht sperrbaren Kanal (28) in Strömungsverbindung mit dem Reifenventil steht;
- - die Referenzdruckkammer (25) über eine oder mehrere verschließbare Öffnung(en) (24) in der Gehäusewand (23) in Strömungsverbindung mit dem Reifenventil steht;
- - die Öffnung(en) (24) in der Gehäusewand (23) im Ver lauf des Aufschraubvorganges hermetisch und dauer haft verschlossen werden; und
- - der Dauermagnet (40) eine erste Stellung benachbart zur Gehäusewand (23) oder eine zweite Stellung be nachbart zum geschlossenen Gehäuseende (11) ein nimmt.
2. Reifendruckanzeige-Einrichtung nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, daß
zwischen der ersten Magnetstellung und der zweiten Mag
netstellung ein Abstand vorgesehen ist; und
dieser Abstand einen Wert zwischen 0,3 und 0,9 mm hat.
3. Reifendruckanzeige-Einrichtung nach Anspruch 2,
dadurch gekennzeichnet, daß
dieser Abstand etwa 0,5 mm beträgt.
4. Reifendruckanzeige-Einrichtung nach einem der Ansprüche
1 bis 3,
dadurch gekennzeichnet, daß
der Magnetfeldsensor (80; 180) ein einpoliger Halleffekt-
Positionssensor ist.
5. Reifendruckanzeige-Einrichtung nach einem der Ansprüche
1 bis 4,
mit einem Ventilkappengehäuse (10), das im wesentlichen
als zylindrische, abgestufte, einseitig geschlossene
Hülse ausgebildet ist und das eine umlaufende Stufe (12)
zwischen einem engeren geschlossenen Gehäuseende (11) und
einem weiteren offenen Gehäuseende (13) aufweist, und
mit einem länglichen Handgerätgehäuse (71; 171), das we
nigstens eine Stirnfläche (72) aufweist, an welcher der
Anlagebereich (74; 174) zur wechselseitig definierten An
ordnung von Ventilkappe (1) und Handgerät (70; 170) aus
gebildet ist,
dadurch gekennzeichnet, daß
dieser Anlagebereich einen Hülsenabschnitt (74; 174) auf
weist, welcher das engere geschlossene Ventilkappen-Ge
häuseende (11) umgreift und an der umlaufenden Stufe (12)
anliegt, wenn das Handgerät (70; 170) die bestimmungsge
mäße Anordnung bezüglich der Ventilkappe (1) einnimmt.
6. Reifendruckanzeige-Einrichtung nach Anspruch 5,
dadurch gekennzeichnet, daß
das Handgerät (70) einen oder mehrere Anordnungssen
sor(en) (85) aufweist, welcher die bestimmungsgemäße An
ordnung des Handgerätes (70) bezüglich der Ventilkappe (1)
erfaßt und ein entsprechendes Ausgangssignal er
zeugt.
7. Reifendruckanzeige-Einrichtung nach Anspruch 5 oder 6,
dadurch gekennzeichnet, daß
die richtige, bestimmungsgemäße Anordnung des Handge
rätes (70) bezüglich der Ventilkappe (1) optisch und/oder
akustisch angezeigt wird.
8. Reifendruckanzeige-Einrichtung nach Anspruch 7,
dadurch gekennzeichnet, daß
ein positives Ausgangssignal des Anordnungssensors (85)
auch den Magnetfeldsensor (80) aktiviert.
9. Reifendruckanzeige-Einrichtung nach einem der Ansprüche
1 bis 8,
dadurch gekennzeichnet, daß
die Anzeigeeinrichtung eine Ja-(Nein)-Anzeige des In
halts erzeugt, ob der abgefragte aktuelle Reifendruck
dem "gespeicherten" Reifenfülldruck entspricht oder
nicht.
10. Reifendruckanzeige-Einrichtung nach Anspruch 9,
dadurch gekennzeichnet, daß
die Anzeigeeinrichtung mehrere verschiedenfarbige
Leuchtdioden (86, 87) aufweist.
11. Reifendruckanzeige-Einrichtung nach Anspruch 9,
dadurch gekennzeichnet, daß
die Anzeigeeinrichtung einen Piezosummer (183) aufweist.
12. Reifendruckanzeige-Einrichtung nach Anspruch 11,
dadurch gekennzeichnet, daß
der Piezosummer (183) ein Bereitschaftssignal erzeugt,
wenn
- (a) die Funktionstüchtigkeit des Handgerätes (170) gege ben ist und wenn
- (b) die Ventilkappe (1) richtig in den Meßkopf (173) am Handgerät (170) eingesetzt ist.
13. Reifendruckanzeige-Einrichtung nach einem der Ansprüche
1 bis 5,
dadurch gekennzeichnet, daß
das Handgerät (170) ein zweiteiliges Handgerätgehäuse
(171) aufweist, dessen Gehäuseteile (172, 175) gegen die
Federkraft einer Feder (177) teleskopartig ineinander
verschiebbar ausgebildet sind.
14. Reifendruckanzeige-Einrichtung nach Anspruch 13,
dadurch gekennzeichnet, daß
im Verlauf des gegenseitigen Verstellens des einen Ge
häuseteils bzw. Hülsenabschnittes (175) gegen den ande
ren Gehäuseteil bzw. Hülsenabschnitt (172) ein elektri
scher Kontakt (165, 189) geschlossen oder gelöst wird,
über welchen die elektrischen/elektronischen Komponenten
(180, 183, 184) mit elektrischer Energie versorgt
werden.
15. Reifendruckanzeige-Einrichtung nach einem der Ansprüche
1 bis 14,
dadurch gekennzeichnet, daß
das Dichtungselement (50) einstückig ausgebildet ist und
im Verlauf des Aufschraubvorganges verformt wird; und
das verformte Dichtungselement die Öffnung(en) (24) in
der Gehäusewand (23) verschließt.
16. Reifendruckanzeige-Einrichtung nach einem der Ansprüche
1 bis 15,
dadurch gekennzeichnet, daß
am Handgerät (70) eine Lehre (95) ausgebildet ist, mit
deren Hilfe geprüft werden kann, ob das jeweilige Rei
fenventil einem Normventil entspricht oder nicht.
17. Reifendruckanzeige-Einrichtung nach Anspruch 16,
dadurch gekennzeichnet, daß
die Lehre (95) eine Sackbohrung (96) umfaßt, an deren Grund (97) ein Betätigungsglied (98) angeformt ist; und
ein Ventilrohr in diese Sackbohrung (96) einführbar ist, bis die Ventilrohr-Stirnfläche am Grund (97) der Sack bohrung (96) anliegt.
die Lehre (95) eine Sackbohrung (96) umfaßt, an deren Grund (97) ein Betätigungsglied (98) angeformt ist; und
ein Ventilrohr in diese Sackbohrung (96) einführbar ist, bis die Ventilrohr-Stirnfläche am Grund (97) der Sack bohrung (96) anliegt.
18. Reifendruckanzeige-Einrichtung nach Anspruch 16 oder 17,
dadurch gekennzeichnet, daß
diese Lehre (95) in einem Stopfen (90) ausgebildet ist,
der in einem Endabschnitt des Handgerätgehäuses (71)
einschraubbar ist.
19. Ventilkappe für eine Reifendruckanzeige-Einrichtung
nach einem der Ansprüche 1 bis 18,
gekennzeichnet durch:
- - ein einseitig geschlossenes Ventilkappengehäuse (10), das zusammen mit einer Gehäusewand (23) einen Gehäuseinnenraum (17) begrenzt und das mit einem offenen Gehäuseende (5) auf ein Ventilrohr des Reifenventils aufschraubbar ist;
- - ein Dichtungselement (50), um das offene Gehäuse ende gegenüber dem Ventilrohr abzudichten;
- - ein Betätigungsglied (26) zum Öffnen des Reifen ventils;
- - eine Membran (30), die den Gehäuseinnenraum (17) in eine Druckkammer (18) benachbart zum geschlossenen Gehäuseende (11) sowie in eine Referenzdruckkammer (25) benachbart zur Gehäusewand (23) unterteilt und die in Abhängigkeit vom Reifendruck auslenkbar ist;
- - einen Permanentmagneten (40), der verschieblich an geordnet ist und der bei einer Membranauslenkung in die Druckkammer (18) hinein verstellt wird;
- - dieser Dauermagnet (40) eine erste Stellung be nachbart zur Gehäusewand (23) oder eine zweite Stellung benachbart zum geschlossenen Gehäuseende (12) einnimmt;
- - die Druckkammer (18) über wenigstens einen nicht sperrbaren Kanal (28) in Strömungsverbindung mit dem Reifenventil steht;
- - die Referenzdruckkammer (25) über eine oder mehrere verschließbare Öffnung(en) (24) in der Gehäusewand (23) in Strömungsverbindung mit dem Reifenventil steht; und
- - die Öffnung(en) (24) in der Gehäusewand (23) im Verlauf des Aufschraubvorganges hermetisch und dauerhaft verschlossen wird/werden.
20. Ventilkappe nach Anspruch 19,
dadurch gekennzeichnet, daß
das Dichtungselement (50) einstückig ausgebildet ist und
im Verlauf des Aufschraubvorganges verformt wird; und
das verformte Dichtungselement die Öffnung(en) (24) in
der Gehäusewand (23) verschließt.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE4411709A DE4411709A1 (de) | 1993-04-30 | 1994-04-05 | Reifendruckanzeige-Einrichtung |
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE4314340 | 1993-04-30 | ||
DE4411709A DE4411709A1 (de) | 1993-04-30 | 1994-04-05 | Reifendruckanzeige-Einrichtung |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE4411709A1 true DE4411709A1 (de) | 1994-11-03 |
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