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`European Patent Office
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`Office européen des brevets
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`H||\|\|\H||\\HIINIIW"WilliMIMI“\IIIHWIHI‘IHIIH‘IHII‘
`® Ver6ffentlichungsnummer: 0 417 712 B1
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`®
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`EUROPAISCHE PATENTSCHRIFT
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`Vertiffentlichungstag der Patentschrift: 20.04.94
`
`@ Int. 01.5: 360C 23/04
`
`@ Anmeldenummer: 90117425.0
`
`@ Anmeldetag: 10.09.90
`
`@ Ventil mit Signalerzeugungseinrichtung fiJr Fahrzeugreifen.
`
`@ Patentinhaber: Achterholt, Rainer
`Sportplatzweg 7
`D-87471 Durach(DE)
`
`62) Erfinder: Achterholt, Rainer
`Sportplatzweg 7
`D-87471 Durach(DE)
`
`Vertreter: Brehm, Hans-Peter, Dr. Dipl.-Chem.
`et al
`
`Patentanwalte Kern, Brehm & Partner
`Albert-Rosshaupter-Strasse 73
`D-81369 M'Linchen (DE)
`
`Prioritat: 12.09.89 DE 3930479
`
`Veréffentlichungstag der Anmeldung:
`20.03.91 Patentblatt 91/12
`
`Bekanntmachung des Hinweises auf die
`Patenterteiiung:
`20.04.94 Patentblatt 94/16
`
`Benannte Vertragsstaaten:
`AT BE CH DE DK ES FR GB GR IT LI LU NL SE
`
`Entgegenhaltungen:
`EP-A- 0 351 997
`W0-A-89/05239
`DE-A- 3 546 338
`DE-C- 3 738 413
`GB-A- 892 201
`
`W0-A-88/03879
`DE-A- 3 209 661
`DE-A- 3 605 661
`FR-A- 2 492 742
`GB-A- 2 171 525
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`
`Innerhalb von neun Monaten nach der Bekanntmachung des Hinweises auf die Erteilung des
`Anmerkung:
`europaischen Patents kann jedermann beim Europaischen Patentamt gegen das erteilte europaische Patent
`Einspruch einlegen. Der Einspruch ist schriftlich einzureichen und zu begrUnden. Er gilt erst als eingelegt, wenn
`
`die EinspruchsgebUhr entrichtet worden ist (Art. 99(1) Europaisches PatentUbereinkommen). Pet'r EXhibit 1 024
`
`Rank Xena 5373.353??? Services
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`Continental v. Wasica
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`IP8201 4-00295
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`Beschreibung
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`Die Erfindung betrifft ein Ventil mit einer Ein-
`richtung zur Erzeugung eines drahtlos Ubermittei-
`baren Anzeigesignals bei Druckabnahme in Fahr-
`zeugreifen. Dieses Ventil
`ist insbesondere fU’r die
`Reifen von Pkw und Lkw bestimmt. Das Ventil kann
`bei Schlauchreifen und bei schlauchlosen Reifen
`
`eingesetzt werden.
`Mehr
`im einzelnen betrifft die Erfindung ein
`Ventil mit einer Einrichtung zur Erzeugung eines
`drahtlos Ubermittelbaren Anzeigesignals bei Druck-
`abnahme in Fahrzeugreifen, mit einem FuB, von
`dem ein Ventilschaft absteht. Die Signalerzeu-
`gungseinrichtung weist eine vom zu Uberwachen-
`den Reifendruck beaufschlagte Membran auf, die
`bei anormalem Reifendruck auslenkbar ist. Ferner
`
`weist die Signalerzeugungseinrichtung einen Sen-
`der, eine Stromversorgungseinrichtung und ein me-
`chanisches,
`im Regelfalle ofienes Schaltglied auf,
`das bei einer Membranauslenkung geschlossen
`wird, woraufhin der Sender aktiviert wird.
`Ein Ventil dieser Art
`ist aus der Deutschen
`
`Offenlegungsschrift 36 05 661 bekannt. Die Signal-
`erzeugungseinrichtung ist seitlich am Schaft des
`bekannten Ventiles angebracht.
`lhre Anwesenheit
`kann den optischen Eindruck beeintréchtigen und
`die Anbringung anderer Radkomponenten wie Zier-
`bienden und dergieichen behindern. Die Membran
`der bekannten Einrichtung steht unter der Vorspan-
`nung einer Feder. Derartige Anordnungen sind nur
`fUr einen eng begrenzten Druckbereich ausgelegt,
`welcher von der Federkraft der Feder abhéingt. Die
`Membran muB dem Reifendruck standhalten, was
`die Empfindlichkeit der Anordnung herabsetzt. Fer-
`ner kdnnen bereits die bei einem typischen Reifen-
`gebrauch auftretenden,
`zuléssigen Reifendruck-
`schwankungen Membranauslenkungen
`verursa-
`Chen, und damit eine Fehlanzeige auslb’sen. Die
`mit Hilfe der Feder vorgespannte Membran soll bei
`unzuléssig hohem oder tiefem Reifendruck einen
`Schalter betétigen, woraufhin der Sender aktiviert
`wird.
`Solange
`der
`unzuléssige
`Reifendruck
`herrscht, bleibt der Sender aktiviert und zieht Ener-
`gie aus der Versorgungsquelle. Es bestehen Zwei-
`fel, ob dieser bekannte Vorschiag realisierbar ist
`oder bereits realisiert wurde.
`Weiterhin ist aus der Deutschen Patentschrift
`
`35 46 338 eine Ventilkappe fUr Luftreifen bekannt,
`die eine optisch wahrnehmbare Druckabnahmean-
`zeige vermittelt. Der
`Innenraum der bekannten
`Ventilkappe ist durch eine Membran in eine mit
`dem zu Uberwachenden Reifendruck beaufschlagte
`Druckkammer sowie in eine Referenzkammer un-
`
`terteilt, welche beim Aufschrauben der Ventilkappe
`auf ein Reifenventil mit einem Solldruck beauf-
`
`teilweise
`schlagt wird. Diese Referenzkammer ist
`von einem durchsichtigen Gehéuseabschnitt be-
`
`grenzt. Sinkt der zu Uberwachende Druck unter den
`Solldruck, so wird die vorzugsweise farbige Mem-
`bran in Richtung auf den durchsichtigen Gehéiuse-
`abschnitt hin ausgelenkt, und das Sichtbar-werden
`dieser Membran dient als Anzeige einer Druckab-
`nahme. Mit dieser bekannten Ventilkappe ist eine
`drahtlose SignalUbertragung nicht mdglich.
`Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung be-
`steht darin, ein Reifenventil der eingangs genann-
`ten Art bereitzustellen, das sich hinsich’tlich seines
`optischen Eindrucks und seiner Handhabbarkeit
`von bekannten Reifenventilen nicht unterscheidet,
`dessen
`Signalerzeugungseinrichtung
`einerseits
`hochempfindiich ist und andererseits in einem wei-
`ten Bereich verschiedener Reifendriicke anwendbar
`
`ist, von Ublichen, zuléissigen Reifendruckschwan-
`kungen nicht gestdrt wird und dessen Sender war-
`tungsfrei fiir eine mehrjéhrige Gebrauchsdauer mit
`gegebenenfaiis einer Vielzahl von Alarmimpulsen
`ausgelegt ist, die sicher von Fremdsignalen unter-
`scheidbar sind.
`
`Ausgehend von einem Ventil mit einer Einrich-
`tung zur Erzeugung eines drahtlos Ubermittelbaren
`Anzeigesignals bei Druckabnahme in Fahrzeugrei-
`fen, geméfl der oben angegebenen, gattungsbil-
`denden Art,
`ist die erfindungsgeméBe Ldsung die-
`ser Aufgabe dadurch gekennzeichnet, daB die Si-
`gnalerzeugungseinrichtung an der zum Ventilschaft
`abgewandten Seite des FuBes angebracht ist. Der
`Sender weist eine Ablaufsteuerung auf, welche
`nach kurzfristiger Signalaussendung diese Signal-
`aussendung wieder unterbricht, und den Sender
`erneut
`in einen Bereitschaftszustand versetzt. Die
`
`Signalerzeugungseinrichtung weist eine Referenz-
`kammer auf, die bei gedffnetem Reifenventil Uber
`einen in diesem gerhrten Kanal mit einem Soll-
`druck beaufschlagbar ist und bei geschlossenem
`Reifenventil druckdicht verschlossen ist. Diese Re-
`ferenzkammer ist teilweise von der Membran be-
`
`grenzt, die eine von der Referenzkammer weg aus-
`gelenkte Stellung einnimmt und dabei die SchlieB-
`ung des Schaltgliedes veranlaflt, wenn der zu Uber-
`wachende Reifendruck kleiner als der Solldruck ist.
`Diese Merkmalskombination schafft ein mit ei-
`
`ner Signalerzeugungseinrichtung versehenes Ventil
`fUr Luf’rreifen, das wie ein herkdmmliches Reifen-
`ventil gehandhabt werden kann. Die am VentilfuB
`angebrachte Signalerzeugungseinrichtung befindet
`sich im Reifeninneren und kann weder den opti-
`schen Eindruck des Ventiles stdren noch die An-
`
`bringung anderer Radeiemen’te, wie etwa Zierkap-
`pen behindern. Die Komponenten der Signalerzeu-
`gungseinrichtung sind vor einer unbefugten Entfer-
`nung vom Reifenventil geschUtzt. Die Signalerzeu-
`gungseinrichtung bildet zusammen mit der Refe-
`renzkammer, den eiek’rrischen und/oder elektroni-
`schen Komponenten des Senders und einer Batte-
`rie ein einziges Bauteil, das einfach aufgebaut ist,
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`geringe Abmessungen hat und ein geringes Ge-
`wicht aufweist. Beispieisweise konnte eine soiche
`Signalerzeugungseinrichtung in Form eines zylin-
`drischen Bauteils realisiert werden, das einen Au-
`Bendurchmesser von etwa 18 mm, eine Lénge von
`etwa 7 mm und - einschlieBlich Batterie - ein
`
`Gewicht von weniger 31$ 10 g aufweist. Die Anwe-
`senheit dieser Signalerzeugungseinrichtung erhdht
`die vom Reifenventil verursachte Unwucht nicht
`
`wesenilich. Weil die Schaltung des Senders eine
`auf einen zu geringen Reifendruck hinweisende
`Signaiaussendung seibsttétig nach kurzer Dauer
`der Signaiaussendung wieder unterbricht,
`ver-
`braucht ein Alarmimpuls nur wenig Energie. Die
`Stromversorgungseinrichtung
`der
`Signalerzeu-
`gungseinrichtung kann beispielsweise eine Lithium-
`Batterie sein, die 3 V und eine Kapazitét von ca. 40
`mAh liefert. Mit einer solchen Batterie kann die
`
`Signalerzeugungseinrichtung des erfindungsgem'ai-
`Ben Ventils wenigstens 500 bis 1000 Alarmimpulse
`auslb‘sen. Es ist deshalb mdglich, die Signalerzeu-
`gungseinrichtung wartungsfrei
`im Inneren des Rei-
`fens unterzubringen. Weil
`erfindungsgeméiB die
`Druckerfassung mit Hiife einer Referenzkammer er-
`folgt,
`in welcher ein vorgegebener Solldruck ge-
`speichert ist, wird die Membran Iediglich der gerin-
`gen Druckdifferenz zwischen dem zu Uberwachen-
`den Druck und dem Solldruck ausgesetzt. Die
`Membran kann dUnn und hochempfindlich ausge-
`fiihr’t werden. Eine einzige Ausfijhrungsform einer
`Signalerzeugungseinrichtung kann bei den ver-
`schiedensten ReifendrUcken angewandt werden.
`weil ledigiich die Dii'ierenz zwischen dem zu Uber—
`wachenden Reifendruck und dem in der Referenz-
`
`kammer gespeicherten Soildruck erfaflt wird. Eine
`solche Referenzkammer bringt optimale Ergebnis—
`se in Verbindung mit einem mechanisch betétigba-
`ren, elektrischen Schaltglied, weil eine vergleichs-
`weise geringe Membranverstellung ausreicht, das
`im Regelfalle offene Schaltglied zu schlieBen. Zur
`Membranversteiiung mUssen weder nennenswerte
`Massen bewegt noch irgendwelche Federkréfte
`Uberwunden werden. Es wird eine hohe Empfind-
`lichkeit erhalten, die dennoch durch die bei Ubli-
`chem Reifengebrauch
`auftretenden,
`zuléssigen
`Reifendruckschwankungen nich’t beeinfiuBt wird,
`weil diese Reifendruckschwankungen zumeist Rei-
`fendruckerhdhungen sind, die keine Membranaus-
`lenkung verursachen. Vorzugsweise erzeugt der
`Sender zwei Signalfrequenzen mit unterschiedli-
`Cher Frequenz, die alternierend mit vorgegebener
`Impulsfolge abgestrahlt werden. Hierdurch kann
`eine enge und charakteristische Kopplung mit ei-
`nem zugeordneten Empf'einger erzielt werden. die
`praktisch durch Fremdsignalquellen nicht stdrbar
`isi. Jedem Sender/jedem Reifenventii
`ist ein ent-
`sprechend abgestimmter Empiénger zugeordnet,
`wobei der maximale Abstand zwischen Empfénger
`
`und Sender vorzugsweise weniger ais 1000 mm
`betrégt. Die Zuordnung zu einem bestimmten Rad
`erfolgt Uber den zugeordneten Empféinger, der di-
`rekt mit einer Anzeigeeinrichtung am Armaturen-
`breii des Fahrzeuges oder dergleichen verkniipf’t
`ist. Eine einzige Ausiiihrungsform des erfindungs—
`geméiBen Ventils
`ist
`fUr sémtiiche Réider eines
`Fahrzeugs geeignet. Uberraschenderweise behin-
`dert auch die Anwesenheit von Stahlcord in einem
`
`Fahrzeugreifen die Ausbreitung der Signalfrequen-
`zen und deren zuverléssigen Empfang durch den
`Empfénger nicht. Unter diesen Bedingungen kann
`ein Fehlalarm als Folge von zuléssigem Reifen-
`druckschwankungen oder als Folge von Fremdsen-
`dungen sowie die Stdrung anderer Empfénger
`praktisch ausgeschlossen werden.
`Vorteilhafte Ausgestaitungen und Weiterbildun-
`gen der Erfindung ergeben sich aus den Unteran-
`sprUchen.
`Wie bereits gesagt, weist die Signalerzeu-
`gungseinrichtung eine Referenzkammer auf, die bei
`gedffnetem Reifenventil mit einem Soildruck beauf-
`schlagbar und
`bei geschlossenem Reifenventil
`druckdicht verschiossen ist. Bei einem typischen
`Reifenventil begrenzt der Ventilschaft eine Ventil-
`bohrung, an der ein Ventilsitz ausgebildet
`ist, an
`welchem ein Ventilkdrper anliegen kann, um das
`Reifenventil zu verschiiessen. Nach einem Gesicht-
`
`punkt der Erfindung kann vorgesehen sein, daB in
`diesen Ventilsitz ein Kanal mijndet,
`'Liber welchen
`die Referenzkammer mit Druckmedium beauf-
`
`schlagbar ist. Wird dieser Ventilkdrper durch Ver-
`stellung eines VentilstdBels von seinem Ventilsitz
`geldst, etwa um Uber das Reifenventil einen Luft-
`reifen auf den gewiinschten Reifendruck zu brin-
`gen, so kann Uber diesen nunmehr offenen Kanal
`ein Austausch von Druckmedium zwischen Refe-
`
`renzkammer und Ventilbohrung erfoigen, wobei die
`Referenzkammer mit einem gewiinschten Solldruck
`beaufschlagt wird. Legt sich daraufhin der Ventil-
`kdrper wieder an den Ventiisitz an, um das Reiien-
`ventil zu schlieBen, wird auch der Kanal verschlos-
`sen, und die Referenzkammer ist und bleibt druck-
`dicht verschlossen.
`Nach einer anderen Alternative kann innerhalb
`
`der Ventilbohrung ein Rohrabschniti angeordnei
`sein, der einen Kanal oder einen Kanalabschnitt
`begrenzt, Uber welchen die Referenzkammer mit
`Druckmedium beaufschlagbar ist.
`In diesen Roh-
`rabschnitt ist ein zusétzliches Hilfsventil eingesetzt,
`das gemeinsam mit dem Reifenventii gedffnei oder
`geschlossen wird. Beispielsweise kann es sich bei
`diesem Hilfsventil um ein ebenfalls innerhalb der
`
`Ventilbohrung angeordnetes RUckschlagventil han-
`deln, das im Regelfalle seine SchlieBstellung ein-
`nimmt. Wird der VeniiisidBel niedergedriickt, um
`das Reiienventii zu 6ffnen, so wirkt eine Verlénge-
`rung dieses VentilstdBels auf das R'Lickschlagventil
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`ein und offnet dieses. Nach Schlieflen des Reifen-
`
`ventils nimmt das RUckschlagventil unter der Wir-
`kung einer Feder oder dergleichen erneut seine
`SchlieBstellung ein.
`eine
`Die Signalerzeugungseinrichtung weist
`Referenzkammer auf,
`in welcher ein Solldruck dau-
`erhaft gespeichert werden kann. Die Referenzkam-
`mer ist
`innerhalb einer flaohen Dose ausgebildet,
`die im wesentlichen aus einem Dosenboden und
`
`einer einstUckig angeform’ten Dosenumfangswand
`besteht, die ihrerseits eine Stirnfléche aufweist. Die
`Dosendffnung ist von der Membran verschlossen,
`die an der Innenseite der Dosenumfangswand fest-
`gelegt
`ist. Ein zylindrischer Abschnitt der Dosen-
`umfangswand steh’t Uber die Membran hinaus.
`ein
`Innerhalb
`der Dosenumfangswand
`ist
`DurchlaB ausgespart, der an der Stirnfléche der
`Dosenumfangswand beginnt,
`in den Doseninnen-
`raum bzw.
`in die Referenzkammer miindet und an
`
`im Ventilschaft ange-
`im Ventilfufl bzw.
`den Kanal
`schlossen ist. Uber diesen Kanal und den DurchlaB
`kann die Referenzkammer mit einem, den Soll-
`druck auiweisenden Druckmedium beaufschlagt
`werden.
`An dem Uber die Membran hinausstehenden
`
`Abschnitt der Dosenumfangswand ist an gegen-
`Uberliegenden Stellen ein Leiterabschnitt, beispiels-
`weise in Form eines MetallbUgels beiestigt. Der
`Leiterabschnitt ist parallel zur Membran und in ge-
`ringem Abstand zu deren Ruhelage angeordnet.
`Der Leiterabschnitt
`ist elektrisch leitend mit der
`
`Schaltung des Senders veranpft und bildet einen
`feststehenden Kontakt des Schaltgliedes.
`Das
`erfindungsgem'aBe Ventil
`ist mit einer
`Stromversorgungsquelle zur Versorgung der elek-
`trischen und/oder elektronischen Komponenten des
`Senders mit Strom/Spannung ausgeriistet. Bei-
`spielsweise kann es sich hierbei um eine Lithium-
`Batterie handeln, die eine Kapazit'at von wenigstens
`40 mAh besitzt und eine Spannung von 3 V liefert.
`Eine solche Batterie kann als Knopizelle ausgebil-
`det sein und ist
`in das Gehause der Signalerzeu-
`gungseinrichtung intergriert. Die Schaltung des
`Senders befindet sich im Regelfalle in einem Be-
`reitschaftszustand, in welchem der Batterie nahezu
`
`keine Energie entzogen wird. Der Ubergang aus
`dem Bereitschaftszustand in einen aktivierten Zu-
`
`in welchem der Sender Signalfrequenzen
`stand,
`aussendet, erfolgt duroh SchlieBen eines Schalt-
`gliedes. Vorzugsweise gehort zu diesem Schalt-
`glied ein Leiterabschni’tt, der parallel und in gerin-
`gem Abstand zur Ruhelage der Membran angeord-
`net ist. Das Gegenstilck bildet ein Metallplattchen,
`das im Zentrum der Membran angeordnet ist und
`bei einer Membranauslenkung den Leiterabschnitt
`beriihr’t, und damit einen elektrischen Stromkreis
`bzw. das Schaltglied schlieBt. Hierauf wird die
`Schaltung aktiviert und der Sender sendet Signal-
`
`frequenzen aus. Dieses Schaltglied arbeitet zuver—
`lassig, empfindlich und schnell, weil nennenswerte
`Gegenkréifte nicht Uberwunden werden miissen.
`Eine Membranauslenkung von einigen wenigen
`1/10-Millimetern ist ausreichend, um das Schalt—
`glied zu schlieBen.
`Nachdem das Schaltglied geschlossen ist, er-
`folgt eine einmalige Signalaussendung fiir eine be-
`grenzte Zeitdauer. Vorzugsweise ist die Signalaus-
`sendung auf etwa 1 bis 2 Sekunden begrenzt. Eine
`solche Signalaussendung kann vorzugsweise aus
`der alternierenden, periodischen Abstrahlung unter—
`schiedlicher Signalfrequenzen bestehen. Dies kann
`beispielsweise mit einem erfindungsgem'aiB vorge-
`sehenen Sender realisier’t werden, der im wesen’tli-
`chen
`aus
`einer Digitalsohaltung
`und
`einem
`Schwingkreis besteht, dessen Spule als Sendean-
`tenne ausgebildet
`ist. Nach einem wesentlichen
`Gesichtspunkt der vorliegenden Erfindung ist eine
`solche Ablaufsteuerung der Digitalschaltung vorge-
`sehen, welche nach kurzfristiger Signalaussendung
`diese Signalaussendung wieder unterbricht und
`den Sender erneut
`in einen Bereitschaftszustand
`versetzt.
`
`Hierzu kann die Digitalschaltung als wesentli-
`che Funktionsgruppen vorzugsweise einen RC-Ge-
`nerator, eine Startvorrichtung (Trigger), eine Modu-
`lationsschaltung, einen vielstufigen Frequenzteiler
`und einen ein- und ausschaltbaren Leistungsver-
`stéirker aufweisen. Der RC-Generator
`(Oszilla’tor)
`liefert verschiedene Signalfrequenzen, deren jewei-
`lige Frequenz durch die Komponenten Widerstand
`(R) und Kondensator (C) bestimmt sind. Die Schal-
`tung ist so aufgebaut, daB durch verschiedene
`Riickfijhrungen vom Frequenzteiler die entspre-
`chenden Funktionsgruppen der Digitalschaltung so
`angesteuert werden, daB durch das SchlieBen des
`Schaltgliedes die Schaltung gestartet und eine voll-
`st'aindige Signalaussendung durchgefiihrt wird.
`lst
`dies erfolgt, dann werden die Leistungsverstéirker
`und der RC-Oszillator abgeschaltet, was zu einer
`ganz wesentlichen Reduzierung der aus der Batte-
`rie aufgenommenen Leistung f'Lihrt. Dadurch ist die
`Schaltung wieder auf Bereitschaft zuriickgeschaltet
`und ist fiir eine neue Signalausgabe sendebereit,
`selbst wenn das Schaltglied weilerhin geschlossen
`bleibt. Eine erneute Signalausgabe erfolgt erst
`dann, nachdem die Membran zurUckgesetzt und
`das Schaltglied geoffnet worden ist und bei erneu-
`ter Erfassung einer Reifendruckabnahme wieder
`geschlossen wird.
`Das Sendesignal wird vorzugsweise bei ver-
`gleichsweise langwelligen Frequenzen im kHz-Be-
`reich abgestrahlt.
`In diesem Bereich sind kaum
`Stdrungen durch fremde Signalquellen zu erwarten.
`Dennoch kann eine storungsfreie Ubertragung des
`Sendesignals zu dem/den vorzugsweise nicht mehr
`als 1000 mm entfernten Empfangerm) im Radbe-
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`reich des Fahrzeuges erreicht werden.
`Um die Kennung zwischen Sender und Emp-
`fénger zu erhohen und durch Fremdsignale ausge-
`loste Fehlanzeigen weitestgehend auszuschlieBen,
`besteht das Sendesignal vorzugsweise aus zwei
`verschiedenen Frequenzen (beispielsweise 9,6 kHz
`und 10,4 kHz), welche abwechselnd Uber eine Zeit-
`spanne von 10 bis 20 Millisekunden erzeugt wer-
`den. Die gesamte Dauer eines Sendesignals be-
`trégi vorzugsweise nur einige wenige Sekunden.
`beispielsweise 1 bis 3 Sekunden und besonders
`bevorzugt ca. 1,6 Sekunden. Unter diesen Bedin-
`gungen reicht die Kapazitét der oben angegebenen
`Lithium-Batterie
`fiir wenigstens 500
`bis
`1000
`Alarmimpulse aus, d.h. fiir die gesamte zu erwar-
`tende Lebensdauer des Ventiles. Die Signalerzeu-
`gungseinrichtung einschlieBlich Batterie kann des-
`halb an nicht einfach zugénglicher Stelle innerhalb
`des Reifens untergebracht werden.
`Der gesamte Sender mit sémtlichen elektri-
`schen und/oder elektronischen Komponenten ist
`vorzugsweise als Modul ausgef'Lihrt. Die Kompo-
`nenten, einschlieBlich zwei Chips, einem RC-Gene-
`rator und einer Anzahl Kondensatoren und Wider-
`sténde befinden sich an einer Platine, die eine
`gedruckte Schaltung bildet. Bei einer praktischen
`Ausfiihrungsform reicht eine runde Platine mit ei-
`nem Durchmesser von ca. 17 mm zur Aufnahme
`
`s'aimtlicher Komponenten aus. Diese Platine mit
`den Komponenten befindet sich geschiitzt im Inne-
`ren einer Kunststoffhiilse, an deren AuBenumfang -
`in einer Nut
`- die als Drahtwicklung ausgebildete
`Sendespule angebracht ist. Die gesamte Signaler-
`zeugungseinrichtung einschlieBlich Referenzkam-
`mer mit Schaltglied, Sender und Batterie kann ein
`einziges, integriertes Bauteil mit einem Durchmes-
`ser von etwa 18 mm und einer Lénge von etwa 7
`mm bilden. Abgesehen vom Zugang fiir den zu
`Uberwachenden Reifendruck kann das Bauteil ge-
`kapselt ausgefiihrt sein, um Beeintréchtigungen
`durch Bestandteile des Druckmediums innerhalb
`
`des Reifens zu vermeiden. Das gesamte integrierte
`Bauteil wiegt weniger als 10 g und erhoht damit
`das Gewicht eines herkommlichen Metallventiles
`nicht wesentlich.
`Jedem Reifenveniil mil seinem Sender ist ein
`
`eigener Empfénger zugeordnet. Zu jedem Empfén-
`ger gehdrt typischerweise ein Ferritstab mit einer
`Empfangsantenne und einer bekannten Empf'ainger-
`schaltung. Die Stromversorgung der Empfénger-
`schaliung erfolg’t Uber die Siromversorgungsquelle
`des Fahrzeugs. Die Ausgénge der Empfénger-
`schaltung sind Uber Verbindungsleitungen mit einer
`Anzeigeeinrichtung am Armaturenbrett oder der-
`gleichen des Fahrzeugs verbunden. Zur Anzeige-
`einrichiung gehort eine Auswerteelekironik, welche
`die
`von
`einem bestimmten Sender/Empféinger
`stammenden Impulse der zugehorigen Radanzeige
`
`zuordnet. Weiterhin erzeugt die Anzeigeeinrichtung
`auf die vom Empfénger erhaltenen Impulse hin ein
`optisch und/oder akustisch wahrnehmbares Warnsi-
`gnal, das auch nach Beendigung der Aussendung
`von Signalfrequenzen so lange bestehen bleibi, bis
`der Fahrzeuglenker die Warnanzeige geldscht oder
`zurUckgesetzt hat.
`Nach cler Aussendung eines Alarmimpulses ist
`die Signalerzeugungseinrichtung erneut zur Aus-
`sendung eines neuen Alarmimpulses bereii, nach-
`dem die Membran in ihre Ruhelage zuriickgekehrt
`ist. Dies kann insbesondere durch Niederdriicken
`
`des VentilstoBels des Reifenventils erfolgen, weil
`dann der Zugang zur Referenzkammer geofinet
`und ein Druckausgleich bzw. eine neue Einstellung
`eines Solldruckes erfolgt.
`Nachstehend wird die Erfindung mehr im ein-
`zelnen anhand einer bevorzugten Ausfiihrungsform
`mit Bezugnahme auf die Zeichnungen erl'aiutert; die
`letzteren zeigen:
`Figur 1
`anhand einer schematischen Schnitt-
`darstellung ein erfindungsgeméBes
`Ventil mit einer Signalerzeugungs-
`einrichtung; und
`eine abgewandelte Ausfiihrungsform
`des Ventils nach Fig.
`1 mit einer
`anderen Alternative zur Beaufschla-
`
`Figur 2
`
`gung der Referenzkammer mit ei-
`nem Solldruck.
`
`1 dargestellte Ausfiihrungsform ei-
`Die in Fig.
`nes erfindungsgeméflen Ventils besteht im wesent-
`lichen aus dem Ventil
`1 und einer Signalerzeu-
`gungseinrichtung. Das Ventil
`1 weist einen Ventil-
`schaft 2 auf, der eine Ventilbohrung 3 begrenzt.
`Am Innenumfang der Ventilbohrung 3 ist ein Ventil-
`sitz 4 ausgebildet. An diesem Ventilsitz 4 kann ein
`Ventilkorper 5 anliegen, der von einer Feder 7
`gegen den Ventilsitz 4 gepreBt wird und das Ventil
`1 verschlieBt. Mit dem Ventilkorper 5 ist einstLickig
`ein Ventilsib'flel 6 verbunden, durch dessen Ver-
`stellung der Ventilkorper 5 vom Ventilsitz 4 entfernt
`werden kann. so daB Druckmedium durch die Ven-
`tilbohrung 3 hindurchtreten kann. Der AuBenumfang
`des Ventilschaftes 2 kann mit einem abgestuften
`AuBengewinde 8 und 9 versehen sein. Am Ventil-
`schafi 2 ist einstijckig ein VeniilfuB 10 angeformi.
`Bei einer
`typischen Anwendung wird dieses
`Ventil 1 durch ein Ventilloch in einer Felge gerhrt,
`so daB - unter Zwischenlage einer nicht dargestell-
`ten Dichtung - der Ventilfufl 10 an der Innenwand
`der Felge zur Anlage kommt. AnschlieBend wird
`eine Uberwurfmutter auf das AuBengewinde 9 a01-
`geschraubt und das Ventil
`1 an der Felge festge-
`legt.
`In diesem Falle ist das Ventil
`1
`fiir einen
`schlauchlosen Fahrzeugreifen bestimmt. Das ge-
`samte Ventil
`1 besieht typischerweise aus Metall,
`etwa einer Zink/Kupfer-Legierung oder einer Alumi-
`niumlegierung.
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`10
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`15
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`20
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`25
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`30
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`35
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`4o
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`45
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`50
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`55
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`9
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`10
`
`Nach einem Gesichtspunkt der vorliegenden
`Erfindung ist
`innerhalb des Ventilschaftes 2 ein
`Kanal 12 ausgespart, der einerseits in den Ventil-
`sitz 4 m'Lindet und andererseits an einer Stirnfléche
`
`11 des VentilfuBes 10 miindet. Bei Anlage des
`Ventilkdrpers 5 am Ventilsitz 4 ist auch dieser
`Kanal 12 gesperrt. Bei Entfernung des Ventilkdr-
`pers 5 vom Ventilsitz 4 kann Druckmedium durch
`den Kanal 12 hindurchtreten.
`
`An der zum Ventilschatt 2 abgewandten Seite
`des VentiltuBes 10 ist eine Signalerzeugungsein-
`richtung derart angebracht, daB eine Strémungs-
`verbindung zwischen der Ventilbohrung 3 und dem
`Reifeninnenraum verbleibt.
`
`Zu dieser Signalerzeugungseinrichtung gehbrt
`eine H‘Lilse 20, an deren AuBenumfang eine Nut 21
`ausgespart ist, und an deren Innenumfang ein Vor-
`sprung 22 angeformt ist. An diesem Vorsprung 22
`ist eine Platine 23 abgestiitzt, an der sich die
`elektrischen und/oder elektronischen Komponenten
`24, 24’, 24" und 24'" eines Senders befinden. Zu
`diesem Sender gehtSrt ferner eine als Drahtwick-
`lung ausgebildete Sendespule 25, die innerhalb der
`Nut 21 am AuBenumfang der HUIse 20 unterge-
`bracht ist. Weiterhin ist im Innenraum der H'Lilse 20
`
`eine Knoptzelle 26 untergebracht und befestigt.
`Von den AnschluBklemmen 27 und 28 der Knopf-
`zelle 26 fUhrt je eine Leitung zur Platine 23.
`Weiterhin weist die Signalerzeugungseinrich-
`tung eine Dose 30 auf, die im wesentlichen aus
`einem Dosenboden 31 und einer Dosenumfangs-
`wand 32 besteht. die ihrerseits eine Stirntléche 35
`aufweist. Am Innenumfang der Dosenumfangswand
`32 ist eine Membran 40 eingespannt,
`in deren
`Zentrum ein Metallpléittchen 41 angebracht ist. Es
`wird eine Referenzkammer 44 geschatfen, die von
`der Membran 40, dem Dosenboden 31 und der
`Dosenumfangswand 32 begrenzt ist.
`In der Dosen-
`umfangswand 32 ist ein DurchlaB 36 ausgespart,
`der an der Stirnfléiche 35 der Dosenumtangswand
`32 beginnt und in die Reterenzkammer miindet.
`Dieser DurchlaB 36 trittt auf einen Abschnitt des
`Kanales 12 im VentilfuB 10, so daB mit Hilfe des
`Kanales 12 und des Durchlasses 36 eine Strd-
`
`mungsverbindung vom Ventilsitz 4 zur Referenz-
`kammer 44 gegeben ist.
`Ein Abschnitt der Dosenumtangswand 32 steht
`'Liber die Membran hinaus. Ein Leiterabschnitt 42 ist
`
`in geringem Abstand zur Membran 40 und parallel
`zu dieser angeordnet und an gegegeniiberliegen-
`den Stellen dieses Uber die Membran 40 hinaus-
`
`stehenden Abschnittes der Dosenumfangswand 32
`befestigt. Das im Zentrum der Membran 40 ange-
`brachte Metallpl'attchen 41 und der Leiterabschnitt
`42 bilden zusammen ein im Regelfalle offenes,
`mechanisches Schaltglied. Sowohl das Metallplétt-
`chen 41 wie der Leiterabschnitt 42 sind iiber je
`eine Leitung an die Platine 23 angeschlossen. Bei
`
`einer Membranauslenkung kontaktiert das Metall-
`pléttchen 41 den feststehenden Leiterabschnitt 42,
`und es wird ein Stromkreis geschlossen, welcher
`die
`im Bereitschaftszustand befindliche Digital-
`schaltung des Senders aktiviert, woraufhin eine Si-
`gnalaussendung durchgetiihrt wird.
`Wie in der Zeichnung dargestellt, sind HUlse
`20 und Dose 30 mit ihren jeweiligen Komponenten
`miteinander verbunden und bilden zusammen ein
`
`integriertes Bauteil. Dieses Bauteil kann in GieB-
`harz 39 eingebettet oder aut sonstige Weise ge-
`kapselt sein, um Schutz vor Bestandteilen des
`Druckmediums im Reifen zu gewahrleisten. An-
`grenzend an den VentilfuB 10 kann dieses Bauteil
`eine Deckplatte 37 aufweisen, die vor dem direkten
`Auftreften des Druckmediums auf die Membran 40
`
`schiitzt. In dieser Deckplatte 37 ist eine (")ffnung 38
`ausgespart, durch welche der zu Liberwachende
`Reifendruck bestandig die Membran 40 beauf-
`schlagt.
`Fig. 2 zeigt eine alternative Ausfiihrungsform
`des erfindungsgeméBen Ventils, dessen Signaler—
`zeugungseinrichtung in gleicher Weise aufgebaut
`ist, wie oben mit Bezugnahme auf Fig.
`1 erlautert.
`Abweichend weist das Ventil 1
`innerhalb der Ventil-
`
`bohrung 3 einen herkdmmlichen Ventileinsatz 13
`aut. Fluchtend mit diesem Ventileinsatz 13 betindet
`
`sich innerhalb der Ventilbohrung 3 ein Rohrab-
`schnitt,
`in den ein Hilfsventil 15 eingesetzt
`ist.
`Dieses Hilfsventil 15 kann als Riickschlagventil
`ausgebildet sein, dessen Ventilkdrper 18 von einer
`Feder 17 gegen einen Ventilsitz 19 gedriickt wird.
`In diesen Rohrabschnitt miindet ein Kanal 12 des
`
`Ventiles 1 geméB Fig. 1. Am Ventileinsatz 13 ist
`ein Uber dessen Abstiitzung hinausragender Stab
`14 angebracht. Bei einer Betétigung des Ventilstd-
`Eels 6 trittt dieser Stab 14 aut den Ventilkdrper 18
`des Hilfsventiles 15 und entfernt diesen von sei-
`nem Ventilsitz 19. Druckmedium kann in den Roh-
`rabschnitt eintreten, striSmt durch den Kanal 12 und
`gelangt durch den DurchlaB 36 in die Reterenz-
`kammer 44. Nachdem der VentilstéBel 6 unter der
`
`Wirkung der Feder am Ventileinsatz 13 wieder sei-
`ne Ausgangsstellung eingenommen hat, hat sich
`auch der Stab 14 vom Ventilkb’rper 18 des Hilfs-
`ventils 15 gelbst und dessen Feder 17 drUckt den
`Ventilkdrper 18 erneut gegen seinen Ventilsitz 19
`und verschlieBt das Hilfsventil 15. Die Referenz-
`
`kammer 44 ist geschlossen und darin dauerhaft ein
`Solldruck gespeichert.
`
`Patentanspriiche
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`10
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`15
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`20
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`25
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`30
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`35
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`4o
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`45
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`50
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`1.
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`55
`
`Ein Ventil mit einer Einrichtung zur Erzeugung
`eines drahtlos 'Libermittelbaren Anzeigesignals
`bei Druckabnahme in Fahrzeugreiten,
`mit einem VentilfuB (10), von dem ein Ventil-
`schaft (2) absteht,
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`11
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`12
`
`wobei die Signalerzeugungseinrichtung eine
`vom zu Uberwachenden Reifendruck beauf-
`
`schlagte Membran (40) aufweist, clie bei anor-
`malem Reifendruck auslenkbar ist, diese Si-
`gnalerzeugungseinrichtung ferner einen Sender
`(24, 24’, 24", 24'"; 25), eine Stromversor-
`gungseinrichtung (26) und ein mechanisches,
`im Regelfalle offenes Schaltglied (41, 42) auf-
`weist, das bei einer Membranauslenkung ge-
`schlossen wird, woraufhin der Sender ak’tivier’t
`wird,
`dadurch gekennzeichnet, daB
`die Signalerzeugungseinrichtung an der zum
`Ventilschaft (2) abgewandten Seite des Ventil-
`fuBes (10) angebracht ist;
`der Sender (24, 24’, 24", 24'”; 25) eine Ablauf-
`steuerung aufweist, welche nach kurzfristiger
`Signalaussendung
`diese
`Signalaussendung
`wieder unterbricht und den Sender erneut
`in
`einen Bereitschaftszustand versetzt;
`die Signalerzeugungseinrichtung eine Refe-
`renzkammer (44) aufweist, die bei geb‘ffnetem
`Reifenventil (1) Uber einen in diesem gefiihrten
`Kanal (12) mit einem Solldruck beaufschlagbar
`und bei geschlossenem Reifenventil (1) druck-
`dicht verschlossen ist; und
`diese Referenzkammer (44) teilweise von der
`Membran (40) begrenzt
`ist, die eine von der
`Referenzkammer
`(44) weg ausgelenkte Stel-
`lung einnimmt und die SchlieBung des Schalt—
`gliedes (41, 42) veranlaBt, wenn der zu Uber-
`wachende Reifendruck kleiner als der Soll-
`druck ist.
`
`Das Ventil nach Anspruch 1,
`wobei der Ventilschaft
`(2) eine Ventilbohrung
`(3) begrenzt, an der ein Ventilsitz (4) ausgebil-
`det
`ist, an dem ein Ventilkérper (5) anliegen
`kann, um das Reifenventil (1) zu verschlieBen,
`dadurch gekennzeichnet, dafl
`in diesem Ventilsitz (4) der Kanal (12) miindet,
`Uber welchen die Referenzkammer
`(44) mit
`Druckmedium beaufschlagbar ist.
`
`Das Ventil nach Anspruch 1,
`dadurch gekennzeichnet, daB
`innerhalb der Ventilbohrung (3) ein Rohrab-
`schnitt ausgebildet
`ist,
`in welchem der Kanal
`(12) mUndet, Liber welchen clie Referenzkam-
`mer (44) mil Druckmedium beaufschlagbar ist;
`und
`
`in diesen Rohrabschnitt ein Hilfsventil (15) ein-
`gesetzt
`ist, das gemeinsam mit dem Reifen-
`ventil (1) geéffnet oder geschlossen wird.
`
`Das Ventil nach Anspruch 3,
`dadurch gekennzeichnet, daB
`das Hilfsventil (15) als RUckschlagventil ausge-
`
`bildet ist.
`
`Das Ventil nach einem cler Ansprillche 1 bis 4,
`dadurch gekennzeichnet, daB
`die Signalerzeugungseinrichtung eine HUlse
`(20) aufweist, an deren Innenumfang eine Plati-
`ne (23) abgestiitzt ist, auf welcher die elektri-
`schen uncl/oder elektronischen Komponenten
`(24, 24’, 24", 24'") des Senders angebracht
`sind.
`
`Das Ventil nach Anspruch 5,
`dadurch gekennzeichnet, daB
`zu dem Sender eine als Drahtwicklung ausge-
`bildete Sendespule (25) gehdrt, die in einer
`Nut (21) am AuBenumfang der HUlse (20) an-
`gebracht ist.
`
`Das Ventil nach Anspruch 5 oder 6,
`dadurch gekennzeichnet, daB
`im Innenraum der HUlse (20) eine Batterie (26)
`untergebracht und befestigt ist.
`
`Das Ventil nach einem der Ansprijche 1 bis 7,
`dadurch gekennzeichnet, daB
`zu der Signalerzeugungseinrichtung eine fla-
`che Dose (30) gehdrt, die im wesentlichen von
`einem Dosenboden (31) und einer Dosenum-
`fangswand (32) begrenzt ist, deren Dosendfi-
`nung durch die Membran (40) verschlossen ist.
`
`Das Ventil nach Anspruch 8.
`dadurch gekennzeichnet, daB
`in der Dosenumfangswand (32) ein DurchlaB
`(36) ausgespart
`ist, der an einer Stirnfléiche
`(35) der Dosenumfangswand (32) beginnt,
`in
`die Referenzkammer (44) mUndet und an den
`Kanal
`(12)
`im VentilfuB (10) bzw. Ventilschaft
`(2) angeschlossen ist.
`
`Das Ventil nach einem der AnsprUche 1 bis 9,
`dadurch gekennzeichnet, daB
`das Schaltglied aus einem im Zentrum der
`Membran (40) ange