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`0
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`European Patent Office
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`Office européen des brevets
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`illlililililliiiillililliiilliiililliiilililliiilllllliillilliiilliiiliilli
`® Vertiffentlichungsnummerr 0
`7
`
`@
`
`EUROPAISCHE PATENTANMELDUNG
`
`@ Anme|denummer:90117410.2
`
`@ Int. C|.5: B600 23/04
`
`@ Anmeldetag: 10.09.90
`
`(9 Prioritéit:12.09.89 DE 3930430
`
`Verififfentlichungstag der Anmeidung:
`20.03.91 Patentblatt 91/12
`
`Benannte Vertragsstaaten:
`AT BE CH DE DK ES FR GB GR IT LI LU NL SE
`
`63 Anmeider: Achterholt, Rainer
`Sportplatzweg 7
`W-8968 Durach/weidach(DE)
`
`(79 Erfinder: Achterholt, Rainer
`Sportplatzweg 7
`W-8968 Durach/weidach(DE)
`
`Vertreter: Brehm, Hans-Peter, Dr. Dipl.-Chem.
`et al
`
`Patentanwalte Kern, Brehm & Partner
`Albert-Rosshaupter-Strasse 73
`W-8000 Miinchen 70(DE)
`
`@ Eine, ein Druckabnahmesignal erzeugende Ventilkappe fur einen Luftreifen.
`
`(6) eines Reifenventiis
`@ Eine auf ein Ventiirohr
`eines Luftreifens aufschraubbare Ventilkappe erzeugt
`bei einer Druckabnahme im Reifen ein drahtlos iiber-
`
`mitteibares Druckabnahmesignai. Innerhaib des Ven-
`tiikappengehéiuses (1)
`ist eine mit dem zu 'Liberwa-
`chenden Reifendruck beaufschiagbare Druckkammer
`(48) sowie eine Fieferenzkammer (44) ausgebildet,
`die beim Aufschrauben der Ventilkappe auf das Rei-
`fenventil mit einem vorgegebenen Solidruck beauf-
`schiagbar ist.
`Innerhaib des Ventilkappengehéuses
`(1) sind an einer Platine (23) eiektlrischle unlciil/oder
`elektronische Komponenten (24, 24, 24 , 24 , 25)
`
`eines Senders angebracht. Es ist eine Stromversor-
`gungsquelie und ein Schaltglied vorhanden, zu dem
`wenigstens ein innerhalb der Druckkammer (48) be-
`findiicher Leiterabschnitt
`(28) gehiirt, der in gerin-
`gem Abstand zur Fiuheiage einer auslenkbaren
`Membran (40) angeordnet
`ist. Eine durch Reifen-
`druckabnahme hervorgerufene Membranauslenkung
`schlieilt einen Stromkreis und die Senderschaltung
`wird mit Strom/Spannung versorgt und der Sender
`liefert ein zeitlich begrenztes Druckabnahmesignal.
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`28
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`Xerox Copy Centre
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`Pet'r Exhibit 1025
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`Continental v. Wasica
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`Die Erfindung betrifft eine, ein Druckabnahme-
`signal erzeugende Ventiikappe fur einen, mit einem
`Ventil ausgertisteten Luftreifen. Die Ventilkappe ist
`vorzugsweise ftir die Anwendung bei Pkw-Reifen
`bestimmt, die bei einem Reifen-Solldruck von etwa
`
`1,4 bis 3,0 bar betrieben werden. Abgewandeite
`Ausfuhrungsformen sind fijr Fahrradreifen, Motorra-
`dreifen und Lkw-Reifen vorgesehen.
`Zu den wesentlichen Bestandteilen der neuen
`
`Ventilkappe gehért ein auf ein Ventilrohr des Rei-
`fenventils auf schraubbares Gehéiuse. Es ist ein
`
`Beiéitigungsglied vorgesehen, des beim Aufschrau-
`ben der Ventilkappe auf das Ventilrohr das Reifen-
`ventil
`tiffnet.
`innerhalb des Ventilkappengehéuses
`ist eine mit dem zu Uberwachenden Reifendruck
`
`beaufschlagbare Druckkammer sowie eine Refe-
`renzkammer ausgebildet, die beim Aufschrauben
`der Ventilkappe auf das Fleifenventil mit einem
`vorgegebenen Solldruck beaufschlagbar ist. Beide
`Kammern sind durch eine Membran voneinander
`
`getrennt, die eine in die Druckkammer hinein aus-
`gelenkte Stellung einnimmt,wenn der zu Eiberwa-
`chende Druck unter den Soildruck sinkt.
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`Eine Ventilkappe dieser Bauart und Funktions-
`weise ist aus der Deutschen Patentschrift 35 46
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`
`338 bekannt. Bei der bekannten Ventilkappe ist ein,
`die Druckkammer begrenzender Gehéiuseabschnitt
`durchsichtig ausgebildet. Eine Annéherung der vor-
`zugsweise farbigen Membran an diesen durchsich-
`tigen Gehéiuseabschnitt
`ist optisch wahrnehmbar
`und dient als Anzeige einer Druckabnahme. Zur
`Uberprfifung des Reifendruckes mu{3 der Fahrzeug-
`ffihrer jede einzelne Ventilkappe Uberprufen, was
`lediglich am stehenden Fahrzeug erfolgen kann.
`Die bekannte Funktionsweise, die beim Auf-
`schrauben einer Ventilkappe auf das Reifenventil
`selbsttétig einen Referenzdruck schafft und dauer—
`haft speichert, hat sich als besonders einfach, ro-
`bust und zuverléssig erwiesen. Eine einzige Aus-
`ffihrungsform der Ventilkappe ist bei den verschie-
`densten Pieifendriicken anwendbar, weil
`lediglich
`eine Druckdifferenz ermittelt wird. Die Membran
`
`kann deshalb dunn und hochempfindlich ausge-
`fiihrt werden. Die bei bestimmungsgeméiflem Ge-
`brauch eines Pkw auftretenden Schwankungen des
`Reifendruckes kénnen 0,3 bar und mehr betragen.
`Solche Druckschwankungen veréndern den als Be-
`zugsgrundlage dienenden Solidruck innerhalb der
`Referenzkammer nicht und kiinnen die Anzeige
`und Anzeigegenauigkeit einer solchen Ventilkappe
`nicht beeintréichtigen.
`Ferner ist eine Anzahl Fieifendruck-KontroHein-
`
`richtungen bekannt geworden, die mit drahtloser
`Signaliibertragung arbeiten, wobei
`innerhalb des
`Reifens oder an der Felge ein Radiofrequenz- oder
`Hochfrequenzsender angebracht ist (vgl. etwa DE-
`PSn 24 41 430, 26 17 448, 29 15 227 oder DE-OS
`31 08 998). Zumeist erfordern diese bekannten
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`Einrichtungen Eingriffe an oder Abénderungen der
`Radfelge. Zum Teii wird die Auslenkung einer e|ek-
`trisch leitenden oder mit einem elektrisch leitenden
`
`Belag versehene Membran zum Schlieflen oder
`Dffnen eines elektrischen Kontaktes ausgenutzt,
`welcher den Sender aktiviert. Mit der DE-OS 36 05
`
`661 ist eine Alarmvorrichtung zum Anschlieflen an
`einen Luftreifen vorgeschlagen worden, die mit ei-
`nem Sender, einer Versorgungsquelle und einem
`Druckerfassungsmittel ausgeriistet
`ist, wobei die
`Alarmvorrichtung am Ventilschaft des Reifens an-
`schraubbar
`ist. Als Druckerfassungsmittel dient
`eine mit Hilfe einer Feder vorgespannte Membran,
`die bei unzuléssig hohem oder tiefem Reifendruck
`einen Schalter betétigt, woraufhin der Sender akti-
`viert wird. Soiange der unzuiéissige Reifendruck
`herrscht, bleibt der Sender aktiviert und zieht Ener-
`gie aus der Versorgungsquelle. Es bestehen Zwei-
`fel, ob dieser Vorschiag realisierbar ist oder bereits
`realisiert wurde.
`
`Trotz einer Vielzahl bekannter Vorschléige fijr
`ReifendruckKontro|leinrichtungen mit drahtloser Si-
`gnaiiibermittlung sind entsprechende Einrichtungen
`bislang nur in untergeordnetem Umfang praktisch
`realisiert und in den Markt eingefijhrt worden. Hau-
`fig Iélit die Zuverléssigkeit der bekannten Einrich-
`tungen unter den rauhen, wechselnden Gebrauchs-
`bedingungen eines Kfz-Rades zu wijnschen Ubrig
`und/oder die bekannten Einrichtungen sind zu auf-
`wendig und zu teuer.
`Davon ausgehend besteht die Aufgabe der vor-
`Iiegenden Erfindung darin, eine einfach aufgebaute
`und kostengijnstig zu fertigende Ventilkappe der
`eingangs genannten Art zu schaffen, welche - unter
`Beibehaltung der oben genannten Vorteiie - zuver-
`Iéissig und stéirungsfrei eine drahtlose SignaIUber-
`tragung ermtiglicht.
`Nach einem weiteren Ziel der Erfindung soll
`die mit einem Sender und mit einer Stromquelle
`ausgeriistete Ventilkappe geringe Abmessungen
`aufweisen, weiterhin ailein durch Aufschrauben auf
`
`das Reifenventil festlegbar sein und geringes Ge-
`wicht besitzen, um eine nennenswerte Unwucht
`eines mit dieser Ventilkappe ausgerijsteten Luftrei-
`fens zu vermeiden.
`
`Nach einem weiteren Ziel soll die Ventilkappe
`einfach aufgebaut sein und aus miiglichst wenigen,
`vorgefertigten und unabhéngig voneinander hand-
`habbaren Komponenten bestehen, aus denen im
`Wege der automatisierten Massenfertigung die fer-
`tige Ventilkappe herstellbar ist.
`Nach noch einem weiteren Ziel der Erfindung
`soll die neue Ventilkappe ohne Austausch der
`Stromquelle und/oder sonstige Abéinderung fur den
`wiederholten Einsatz geeignet sein und eine mehr-
`jéihrige Gebrauchsdauer gewéihrleisten.
`Ausgehend von einer, ein Druckabnahmesignal
`erzeugenden Ventilkappe mit den eingangs ge-
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`nannten Merkmaien ist die erf indungsgeméfie LE3’-
`sung dieser Aufgabe und Zieie dadurch gekenn-
`zeichnet, daB innerhalb des Ventilkappengehauses
`eine Piatine vorhanden ist,
`an der elektrische
`
`und/oder elektronische Komponenten eines Sen-
`ders angebracht sind, der bei Stromversorgung
`eine oder mehrere Signaifrequenzen erzeugt, die
`drahtlos bis zu einem benachbart zum Luftreifen
`
`sind. Zur
`iibertragbar
`angeordneten Empfénger
`Stromversorgung dient eine an oder in dem Ge-
`hlduse untergebrachte Batterie und ein mechani-
`sches,
`im Fiegelfalle offenes Schaltglied, zu dem
`ein innerhalb der Druckkammer befindlicher Leiter-
`
`abschnitt, der in geringem Abstand zur Ruhelage
`der Membran angeordnet ist. Eine Abnahme des
`zu iiberwachenden Reifendruckes gegeniiber dem
`in der Referenzkammer gespeicherten Solldruck
`verursacht eine Membranauslenkung, welche das
`Schaltglied schiieflt, woraufhin ein Stromkreis ge-
`schlossen wird, welcher die Schaltung des Senders
`aktiviert. Der Sender weist eine Ablauf steuerung
`auf. weiche nach kurzfristiger Signaiaussendung
`diese Signalaussendung wieder unterbricht und
`den Sender erneut
`in einen Bereitschaftszustand
`verse-tzt.
`
`Diese Merkmalskombination ergibt eine einfach
`aufgebaute und zuverléissig arbeitende Ventilkappe
`mit geringen Abmessungen, die drahtlos ein Signal
`an einen Empféinger iibermittelt, der vorzugsweise
`im Bereich der Radaufhéingung untergebracht
`ist.
`Eine praktische Ausfiihrungsform dieser Ventilkap-
`pe hat eine Lénge (in Richtung der Ventiiachse)
`von etwa 20 mm und einen Durchmesser von etwa
`
`20 mm und wiegt weniger als 10 g. Diese Ventii-
`kappe kann mit einer Lithiumbatterie ausgerustet
`sein, die eine Nennspannung von 3 V iiefert und
`eine Kapazitat von mAh besitzt: diese Batterie|ei-
`stung reicht
`— wegen der Begrenzung der Dauer
`der Signaiaussendung -
`f'Lir wenigstens 500 bis
`1000 Aiarmimpuise aus. Die Ventilkappe ist einfach
`aufgebaut und besteht aus wenigen vorgefertigten,
`unabhéngig handbaren Komponenten. aus denen
`im Wege der automatisierten Massenfertigung die
`fertige Ventiikappe herstellbar ist.Vorzugsweise er-
`zeugt der Sender zwei Signalfrequenzen mit unfer-
`schiedlicher Frequenz, die alternierend mit vorge-
`gebener
`Impulsfoige abgestrahit werden. Jedem
`Senderljeder Ventiikappe ist ein entsprechend ab-
`gestimmter Empféinger zugeordnet, wobei der ma-
`ximaie Abstand zwischen Empfénger und Sender
`vorzugsweise weniger als 1000 mm betrégt. Unter
`diesen Bedingungen kann ein Fehlalarm als Foige
`von Fremdsendungen und/oder die Stbrung ande-
`rer Empféinger praktisch ausgeschiossen werden.
`Die verschiedenen Reifen eines Kraftfahrzeuges
`kdnnen mit der gleichen Ausfiihrungsform einer
`Ventiikappe bestiickt werden, weii die Zuordnung
`zum jeweiiigen Rad iiber den jeweiligen Empfénger
`
`erfoigt. Vorteiihafte Ausgestaltungen und Weiterbil-
`dungen der Erfindung ergeben sich aus den Unter-
`anspriichen.
`Der
`grundlegende, mechanisch-konstruktive
`Aufbau der erfindungsgeméflen Ventiikappe zur Er-
`zeugung einer Membranauslenkung bei
`ausrei-
`chender Druckabnahme im Luftreifen ist aus der
`
`DE—PS 35 46 338 bekannt. Um Wiederhoiungen zu
`vermeiden, soil mit dieser Bezugnahme der lnhait
`jener Druckschrift - soweit hilfreich und erforderlich
`- auch zum Bestandteii der vorliegenden Unteria-
`gen gemacht werden. Beim Aufschrauben der Ven-
`tiikappe
`auf das Ventilrohr eines Reifenventiis
`kommt eine 3-Stufen-Abdichtung zustande. in einer
`ersten Stufe wird eine druckdichte Abdichtung zwi-
`schen dem Ventilrohr und dem offenen Geh§u-
`seende der Veniilkappe geschaffen. Hierzu kann
`innerhalb des offenen Gehéiuseendes ein kompri-
`mierbares Dichtungselement
`vorhanden
`sein.
`und/oder das Ventiikappengehéiuse besteht aus
`Kunststoff, der sich eng und druckdicht an das
`Aufsengewinde des Ventilrohres an legt.
`In einer
`zweiten Stufe bei Fortsetzung des Aufschraubvor-
`ganges driickt das an der Ventiikappe vorhandene
`Betéitigungsglied gegen den Reifenventilstbflei, ver-
`steiit diesen gegen seinen Federdruck und Eiffnet
`das Reifenventil. Daraufhin strfjmt Druckmedium
`aus dem Reifen in den Gehauseinnenraum der Ven
`
`tiikappe und beaufschiagt sowohl die Referenzkam-
`mer wie die Druckkammer mit dem aktuellen Rei-
`fendruck, weicher einem vorgegebenen Reifenso||-
`druck entspricht. Bei Fortsetzung des Aufschraub-
`vorganges wird die Referenzkammer druckdicht
`versschlossen. Wie praktische Erfahrungen gezeigt
`haben, bieibt die Referenzkammer monatelang
`druckdicht verschlossen und halt den einmai vor-
`
`gegebenen Solldruck.
`Nach einem Gesichtspunkt der vorliegenden
`Erfindung ist die Referenzkammer innerhalb einer
`einseitig geschiossenen Dose ausgebildet, deren
`Dosenbffnung von der Membran verschiossen ist.
`Diese Dose wird von einem Dosenboden und einer
`
`Dosenumfangswand begrenzt, welche eine Stirnf|2a'-
`Che aufweist. Eine Druckbeaufschiagung des Do-
`seninnenraumes erfolgt Uber wenigstens einen in-
`nerhalb der Dosenumfangswand ausgesparten Ka-
`nai. der an der Stirnfiache der Dosenumfangswand
`beginnt und in den Doseninnenraum miindet. Diese
`Dose ist innerhalb des Gehéiuses verschieblich ge-
`halten, und beim Auf schrauben der Ventiikappe
`auf das Reifenventilrohr wird die Dosenstirnflache
`
`gegen eine Dichtung gepreflt. die innerhalb des
`Ventilkappengehauses
`fest angebracht
`ist. Hier-
`durch wird der Doseninnenraum und damit die
`Referenzkammer sicher verschlossen.
`Beim Abschrauben der Ventilkappe vom Rei-
`fenventil wird der Anprelsdruck zwischen Dosen-
`stirnflache und Dichtung aufgehoben. Ein innerhalb
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`der Ventiikappe untergebrachtes eiastisches Giied
`sorgt fiir eine Trennung zwischen Dichtung und
`Dosenstirniiéche, so daB die Fieferenzkammer er-
`neut mit einem gegebenenfaiis anderen Solldruck
`beaufschiagt werden kann.
`7
`Der erfindungsgeméfl vorgesehene Sender be-
`steht
`im wesentiichen aus einer Digitalschaltung
`und einem Schwingkreis, dessen Spule als Sende-
`antenne ausgebildet ist. Nach einem wesentlichen
`Gesichtspunkt der vorliegenden Erfindung ist eine
`solche Ablaufsteuerung der Digiialschaitung vorge-
`sehen, weiche nach kurzfristiger Signalaussendung
`diese Signalaussendung wieder unterbricht und
`den Sender erneut
`in einen Bereitschaftszustand
`versetzt.
`
`Hierzu kann die Digitaischaltung als wesent|i-
`Che Funktionsgruppen vorzugsweise einen RC-Ge-
`nerator, eine Startvorrichtung (Trigger), eine Modu-
`iationsschaitung, einen vieistufigen Frequenzteiier
`und einen ein- und auschaitbaren Leistungsverstér
`ker aufweisen. Der RC-Generator (Oszillator) liefert
`verschiedene Signaifrequenzen, deren jeweilige
`Frequenz durch die Komponenten Widerstand (R)
`und Kondensator (C) bestimmt sind. Die Schaitung
`ist so aufgebaut. daI3 durch verschiedene RUckf‘Lih-
`rungen vom Frequenzteiler die entsprechenden
`Funktionsgruppen der Digitaischaitung so ange-
`steuert werden, dais durch das SchIieI3en des
`
`Schaltgliedes die Schaitung gestartet und eine voli-
`sténdige Signaiaussendung durchgefijhrt wird.
`lst
`dies erfolgt, dann werden die Leistungsverstérker
`und der RC-Oszillator abgeschaltet. was zu einer
`ganz wesentlichen Reduzierung der aus der Batte-
`rie aufgenommenen Leistung f'L1hrt. Dadurch ist die
`Schaltung wieder auf Bereitschaft zuriickgeschaitet
`und ist fiir eine neue Signalausgabe sendebereit,
`selbst wenn das Schaitgiied weiterhin geschlossen
`bieibt. Eine erneute Signalausgabe erfolgt erst
`dann, nachdem die Membran zuriickgesetzt und
`das Schaltglied geoffnet worden ist und bei erneu-
`ter Erfassung einer Reifendruckabnahme vvieder
`geschlossen wird.
`Das Sendesignal wird vorzugsweise bei ver-
`gleichsweise iangweiligen Frequenzen im kH2-Be-
`reich abgestrahlt.
`In diesem Bereich sind kaum
`Stérungen durch fremde Signalqueiien zu erwarten.
`Dennoch kann eine storungsfreie Ubertragung des
`Sendesignals zu demlden vorzugsweise nicht mehr
`als 1000 mm entfernten Empféngerm) im Radbe-
`reich des Fahrzeuges erreicht werden.
`Um die Kennung zwischen Sender und Emp-
`fénger zu erhiihen und durch Fremdsignale ausge-
`Ioste Fehlanzeigen weitestgehend auszuschlieflen,
`besteht das Sendesignai vorzugsweise aus zwei
`verschiedenen Frequenzen (beispielsweise 9,6 kHz
`und 10,4 kHz), weiche abwechseind Iliber eine Zeit-
`spanne von 10 bis 20 Miiiisekunden erzeugt wer-
`den. Die gesamte Dauer eines Sendesignais be-
`
`tréigt vorzugweise nur einige wenige Sekunden,
`beispieisweise 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.
`f'Lir die gesamte zu erwar-
`tende Lebensdauer des Ventiles.
`
`Der gesamte Sender mit séimtlichen elektri-
`schen und/oder elektronischen Komponenten ist
`vorzugsweise als Modul ausgeiilihrt. Die Kompo-
`nenten, einschlielllich 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
`
`séimtiicher Komponenten aus. Diese Piatine mit
`den Komponenten befindet sich geschiitzt im Inne-
`ren einer Kunststoffhtiise, an deren Auflenumf ang -
`in einer Nut - die als Drahtwickiung ausgebildete
`Sendespule angebracht ist. Die gesamte Signa|er-
`zeugungseinrichtung einschlielilich Referenzkam-
`mer mit Schaltglied, Sender und Batterie biidet
`vorzugsweise ein einziges integriertes Bauteii. Die-
`ses gesamte Bauteil
`ist innerhalb des Venti|kap-
`pengehéiuses verschieblich gehalten. An diesem
`kombinierten Bauteil lassen sich kurze und stabiie
`
`elektrisch ieitende Verbindungen reaiisieren. Der
`Zusammenbau der Ventilkappe wird erleichtert,
`weil sich sémtliche kleinen und/oder empfindlichen
`Komponenten des Senders sowie die empfindliche
`Membran an einem einzigen, vorgefertigten Bauteil
`befinden.
`
`ihrem Sender ist ein
`Jeder Ventilkappe mit
`eigener Empf énger zugeordnet. Zu jedem Emp-
`fénger gehort typischerweise ein Ferritstab mit ei-
`ner Empfangsantenne und einer bekannten Emp-
`féngerschaltung. Die Stromversorgung der Empféin-
`gerschaltung erfolgt
`iiber die Stromversorgungs-
`quelie des Fahrzeugs. Die Ausgéinge der Empf'ein-
`gerschaltung sind iiber Verbindungsleitungen mit
`einer Anzeigeeinrichtung am Armaturenbrett oder
`dergleichen des Fahrzeugs verbunden. Zur Anzei-
`geein richtung gehort eine Auswerteelektronik, wel-
`che die von einem bestimmten Sender/Empféinger
`stammenden impulse der zugehtirigen Radanzeige
`zuordnet. Weiterhin erzeugt die Anzeigeeinrichtung
`auf die vom Empféinger erhaltenen Impulse hin
`Sein optisch und/oder akustisch wahrnehmbares
`Warnsignai. das auch nach Beendigung der Aus-
`sendung von Signalfrequenzen so lange bestehen
`bleibt, bis der Fahrzeuglenker die Warnanzeige ge-
`ioscht oder zuriickgesetzt hat.
`Nach der Aussendung eines Alarmimpuises ist
`die Ventilkappe erneut zur Aussendung eines neu-
`en Arlarmimpulses bereit, nachdem die Membran
`in ihre Ruhelage zuriickgekehrt ist. Dies kann ins-
`besondere durch Abschrauben der Ventilkappe
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`vom Reifenventil erfolgen, well dann der Zugang
`zur Referenzkammer geijffnet und ein Druckaus-
`gleich bzw. eine neue Einstellung eines So|ldruk-
`kes erfolgen kann.
`Die in der erfindungsgemaflen Ventilkappe vor-
`handenen elektrischen
`und/oder
`elektronischen
`
`einer
`uncl Bauteile werden aus
`Komponenten
`einer
`Stromversorgungsquelle,
`vorzugsweise
`Knopfzelle mit -Stromispannung versorgt. Die Digi-
`taschaltung des Senders befindet slch im Regelfal-
`le in einem Bereitschaftszustand. Diese Schaltung
`ist mit einem mechanischen, im Regelfalle offenen
`Schaltglied verkniipft. zu dem ein Leiterabschnitt
`gehdrt, der sich innerhalb der Druckkammer befin-
`det und dort
`in geringem Abstand zur Ruhelage
`der Membran feststehend angeordnet ist. Eine aus-
`reichende Abnahme des Druckes im Reifen und
`damit auch in der Druckkammer bewirkt eine in die
`
`Druckkammer hinein gerichtete Auslenkung der
`Membran. Diese Membranauslenkung erzeugt eine
`elektrisch Ieitende Verbindung zwischen diesem
`Leiterabschnitt und einem weiteren Kontakt des
`Schaltgliedes, woraufhin ein Stromkreis geschlos-
`sen wird, welcher die Senderschaltung aktiviert.
`Es
`ist miiglich, die auslenkbare Membran
`selbst aus einem elektrisch leitenden Material zu
`
`fertigen und als beweglichen Kontakt des Scha|t-
`gliedes zu verwenden. Allerdings kann es Schwie-
`rigkeiten bereiten, eine ausreichende elektrische
`Leitféihigkeit mit der gewiinschten Elastizitét und
`mechanischen Festigkeit und Bestéindigkeit des
`Membranmaterials zu verbinden.
`
`Alternativ ist es m<':'»g|ich, ein nicht-leitendes
`Membranmaterial aus Kunststoff oder Gummi mit
`
`den gewiiinschten elastischen Eigenschaften mit ei-
`ner elektrisch leiteriden Beschichtung zu versehen.
`Im Einzelfail kann diese Beschichtung die Empfind-
`Iichkeit, die Dauerhaftigkeit und/oder das Ansprech-
`verhalten der Membran beeintrachtigen. Weiterhin
`ist es méjglich, eine hinsichtlich ihrer elastischen
`und mechanischen Eigenschaften optimale Mem-
`bran aus Kunststoff oder Gummimaterial auszu-
`wéhlen, und diese Membran auf ihrer zum Leiter-
`abschnitt benachbarten Oberfléiche mit einer dun-
`nen elektrisch leitenden Kunststoff-Folie zu bele-
`
`gen. Bei dieser elektrisch leitenden Kunststoff-Folie
`kann es sich beispielsweise um eine mit RuB ge-
`fiillte leitfahige Polycarbonatfolie handeln (die von
`BAYER AG unter der Handelsbezeichnung MA-
`KROFOL vertrieben wird). Eine Schichtdicke dieser
`Polycarbonatfolie von etwa 35 ist ausreichend und
`gut geeignet. Diese elektrisch Ieitende Kunststoff-
`Folle wird vorzugsweise kreisfcirmig ausgestanzt
`und weist eine randstandige Anschlulifahne auf, die
`mit dem Anschlulzkontakt des Sohaltgliedes elek-
`trisch leitend verbunden wird. Vorzugsweise wird
`diese elektrisch leitende Kunststoff-Folie mit einer
`Anzahl radialer, vom Folienmittelpunkt ausgehender
`
`und den Folienrand nicht erreichender Einschnitte
`
`versehen; beispielsweise sind zwei, sich rechtwin-
`klig kreuzende Einschnitte gut geeignet. Dank die-
`ser Einschnitte behindert die Anwesenheit dieser
`
`unmittelbar auf der Membran aufliegenden und an
`ihrem Rand eingespannten, elektrisch leitenden
`Kunststoff-Folie die Membranauslenkung nicht.
`Nach einer weiteren, im vorliegenden Falle vor-
`zugsweise vorgesehenen Alternative wird im Zen-
`trum der Membran ein elektrisch leitendes Metall-
`
`plalttchen oder ein Metallring angebracht, das/der
`Liber einen diinnen Metalldraht elektrisch leitend
`
`mit der Senderschaltung verbunden ist. Die Anwe-
`senheit dieses Metallplattchens/Metallringes beein-
`tréichtigt die Membranauslenkung nicht und bildet
`einen einfachen und robusten beweglichen Kontakt
`des Schaltglledes.
`In jedem Falle wird ein mechanisch beweg|i-
`ches Schaltglied geschaffen, das einer Membran-
`auslenkung praktisch keine Gegenkraft entgegen-
`setzt. Die Empfindlichkeit und das Ansprechverha|-
`ten der Membran wird durch lntegrierung der
`Membran in eine elektrische Schalteinrichtung nicht
`beeintréchtigt. Vielmehr wird ein praktisch ohne
`Gegendruck arbeitender, mechanischer Schalter
`geschaffen, der auch unter den schwierigen und
`wechselnden Krafteinwirkungen an einem sich dre-
`henden Rad sicher und zuverléssig arbeitet. Versu-
`che mit. den erfindungsgemallen Ventiikappen ha-
`ben gezeigt, daB diese Ausbildung der Membran
`und des Schaltgliedes eine Abnahme des Reifen-
`druckes von wenigstens 0,2 bar zuverlassig und
`reproduzierbar erfaflt und daraufhin den Sender
`aktiviert. Eine Membranauslenkung von wenigen
`1/10-Millimeter ist ausreichend, um den Schalter zu
`schlieisen
`und
`die
`Senderschaltung
`mit
`Strom/Spannung zu versorgen.
`in diesem Falle kann der innerhalb der Druck-
`
`kammer befindliche Leiterabschnitt vorzugsweise
`aus einem Metallbiigel besiehen, der an gegen—
`Liberliegenden Stellen an dem ijber die Membran
`hinausstehenden Abschnitt der Dosenumfangswand
`befestigt und im wesentlichen parallel zur Membran
`ausgerichtet ist. Dieser Metallbijgel ist einige 1/10-
`mm im Abstand zur Membran bzw. zu der von der
`
`leitenden
`elektrisch
`getragenen
`Membran
`Kunststoff-Folie bzw. zu dem von der Membran
`
`getragenen Metallplattchen angeordnet. Die Anord-
`nung des Leiterabschnittes parallel und in gerin-
`gem Abstand zur Membran erfordert wenig Bauha-
`he und Iiefert einen rasch und zuverléssig anspre-
`chenden Schalter.
`
`eine bevorzugte AusfUh-
`Nachstehend wird
`rungsform einer erfindungsgem§i3en Ventilkappe
`mit Bezugnahme auf eine Figur erléiutert; die letzte-
`re zeigt anhand einer schematischen Schnittdar-
`stellung eine erfindungsgemafie Ventilkappe.
`Die in der Figur dargestellte Ventilkappe weist
`
`20
`
`25
`
`30
`
`35
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`40
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`45
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`50
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`55
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`10
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`auf, mit
`em einseitig geschlossenes Gehéuse 1
`einem Deckel 2 und einer zylindrischen Umfangs—
`wand 3, die abgestuft
`in einen einstiickig ange-
`formten Hijlsenabschnitt 4 iibergeht, an dessen
`lnnenumfang ein lnnengewinde 5 ausgebildet
`ist.
`Dieser Hiilsenabschnitt 4 biidet das offene Ende
`
`ein Reifenventil auf-
`der Ventilkappe, das auf
`schraubbar ist. von dem im voriiegenden Falle le-
`diglich ausschnittsweise ein Ventirohr 6 und ein
`federbelasteter Ventilsté/3el 7 dargestelit
`ist. Das
`Ventilrohr 6 ist mit einem angepafiten AuI3engewin-
`de versehen. Das gesamte Ventilkappengehéuse 1
`besteht vorzugsweise aus schlagzéhem Kunststoff.
`An der Abstufung zwischen Umfangswand 3
`und Hiilsenabschnitt 4 ist verschieblich eine Druck-
`
`piatte 10 gefiihrt, von welcher einstfickig ein etwa
`mit der VentiIkappen-Léngsmittelachse fluchtendes
`Betétigungsglied 12 absteht. Beim Aufschrauben
`der Ventilkappe auf ein Reifenventil
`trifft dieses
`Betétigungsglied 12 auf den Ventiist6Bei 7 und
`drijckt diesen entgegen seiner Federbelastung nie-
`der, so da{3 aus dem daraufhin geéffneten Reifen-
`ventii der lnnenraum der Ventilkappe mit dem aktu-
`eiien Reifendruck beaufschlagt wird.
`in der Druck-
`piatte 10 is’: wenigstens ein Kanal 11 ausgespart,
`Liber welchen eine Druckmittelverbindung zwischen
`dem offenen Reifenventii und dem lnnenraum der
`
`Ventilkappe hergesteiit wird. Wie in der Zeichnung
`angedeutet, kann am Aulienumfang der Druckplatte
`10 eine umlaufende Nut ausgespart sein, in welche
`eine Dichtung 13, etwa ein O-Ring eingesetzt ist,
`welcher die Druckplatte 10 gegeniiber der lnnen-
`umfangswand des Gehéuses 1 abdichtet. Alternativ
`kdnnte eine - nicht dargesteiite - Dichtung vorgese-
`hen werden, die mit dem Ventilrohr 6 cles Reifen-
`ventiis zusammenwirkt.
`
`Benachbart zu der Druckpiatte 10 ist eine HUI-
`se 20 verschieblich innerhalb des Gehéuses 1 an-
`
`geordnet. Diese Hiiise 20 weist an ihrem AuBenum-
`fang eine Nut 21 und an ihrem In nenumfang eine
`vorspringende Schulter 22 auf. An dieser Schulter
`22 ist eine Platine 23 abgestiitzt, an der sich die
`elektrischen und/oder eiektronischen Komponenten
`24, 24', 24", 24'" eines Senders befinden. Zu die-
`sem Sender gehffirt eine als Drahtwicklung ausge-
`bildete Sendespule 25, die innerhaib der Nut 21
`am Aulienumfang der Hijise 20 untergebracht ist.
`Weiterhin ist
`im Innenraum der Hijilse 20 eine
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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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`40
`
`45
`
`Knopfzelie 26 untergebracht.
`Benachbart zur Hiilse 20 ist eine Dose 30
`
`50
`
`verschieblich innerhaib cles Ventilkappengehéiuses
`1 angeordnet. Diese Dose 30 besteht aus einem
`Dosenboden 31 und einer Dosenumfangswand 32,
`die eine Stirnfléiche 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 geschaffen, die von der Membran 40, dem
`
`Dosenboden 31 und der Dosenumfangswand 32
`begrenzt ist.
`In der Dosenumfangswand 32 ist ein
`Kanal 36 ausgespart, der an der Stirnfléche 35 der
`Dosenumfangswand 32 beginnt und in die Refe-
`renzkammer 44 mtindet. Durch diesen Kanal 36
`hindurch kann die Referenzkammer 44 mit dem
`
`Heifensolldruck beaufschlagt werden. An der lnnen-
`seite des Gehéiusedeckeis 2 ist eine ringftirmige
`Dichtung 45 angebracht, die eine zur Stirnfléche 35
`paralleie Dichtfléche 46 aufweist. Sofern die Stirn-
`fiéche 35 unter AnpreBdruck an die-ser Dichtfléiche
`46 aniiegt, ist der Kanal 36 gesperrt und die Refe-
`renzkammer 44 druckdicht verschiossen.
`Benachbart zur Referenzkammer 44 ist eine
`
`Druckkammer 48 ausgebiidet, die von der Mem-
`bran 40, einem iiber die Membran 40 hinausste-
`henden Abschnitt der Dosenumf angswand 32 und
`einer Platte 47 begrenzt ist. Ein eiastisches Glied
`49, etwa eine Tellerfeder oder ein komprimierbarer
`Gummiring ist zwischen der Platte 47 und dem
`Gehéiusedeckel
`2 eingesetzt. Eine Druckbeauf-
`schlagung der Druckkammer 48 erfolgt Uber wenig-
`stens eine - nicht dargestellte - Kerbe in der Stim-
`fléiche 35 oder durch eine Ouerbohrung 33 in dem
`Uber die Membran hinausstehenden Abschnitt der
`
`Dosenumfangswand 32. Es be steht eine nicht-
`sperrbare Strfimungsmitteiverbindung zwischen der
`Druckkammer 48 und dem geiiffneten Reifenventil.
`Vorzugsweise ist die Dose 30 dauerhaft mit der
`Hijlse 20 verbunden, und beide zusammen bilden
`eine einheitliche Signalerzeugungseinrichtung mit
`Druckerfassungs- und Sendeteii.
`innerhalb der Druckkammer 48 befindet sich
`
`ein Leiterabschnitt 28, der in geringem Abstand zur
`Ruhelage der Membran 40 angeordnet ist. Dieser
`Leiterabschnitt 28 is’: Liber eine erste Leitung mit
`der Senderschaltung verbunden. Ein an der Mem-
`bran 40 angebrachtes Metallpléittchen 27 1st fiber
`eine zweite Leitung mit der Senderschaltung ver-
`bunden.
`
`Beim Aufschrauben der Ventilkappe auf ein
`Reifenventil erfoigt zuerst eine druckdichte Abdich-
`tung zwischen dem Auflengewinde am Ventilrohr 6
`und dem innengewinde 5 an dem Hfllsenabschnitt
`4 des Ventilkappengehéuses 1. Beim weiteren Auf-
`schrauben druckt das Betéitigungsglied 12 den
`Ventilstéael 7 nieder und Druckmittei kann aus
`dem offenen Reifenventii
`in den Innenraum der
`
`Ventilkappe stréfimen. Das Druckmittel beaufschlagt
`sowohl die Referenzkammer 44 wie die Druckkam-
`mer 48 mit dem aktuellen, als Solldruck dienenden
`Reifendruck. Beim weiteren Aufschrauben st<‘:'i3t die
`Stirnfiéiche des Ventilrohres 6 an der Unterseite der
`
`55
`
`Druckpiatte an und die Stirnfiéche 35 der Dose 30
`wird gegen die ringférmige Dichtung 45 gepreiit
`und der Kanal 36 verschlossen. Die Referenzkam-
`
`mer 44 ist mit dem vorgegebenen Solldruck beauf-
`schlagt und verschlossen. Nimmt daraufhin gege-
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`benenfaiis der zu Uberwachende Reifendruck ab,
`so sink’: auch der Druck in der Druckkammer 48.
`Die Membran 40 wird in die Druckkammer 48
`
`hinein ausgelenkt und es kommt zu einer elektrisch
`Ieitenden Berijhrung zwischen dem Leiterabschnitt
`28 und dem Metallpléittchen 27, die zusammen
`einen mechanisch betétigten, elektrischen Schalter
`bilden. Es flieBt ein Strom, welcher die Schaltung
`des Senders aktiviert, woauf dieser zeitiich befristet
`eine oder mehrere Signaiirequenzen aussendet, bis
`die Digitalschaitung seibstfatig die Signaiaussen-
`dung wieder unterbricht.
`Wird daraufhin die Ventilkappe vom Reifenven-
`til abgeschraubt, so wird durch die Federkraft des
`elastischen Giiedes 49 die Stirnfiéiche 35 der Dose
`
`30 von der ringformigen Dichtung 45 getrennt und
`es tritt ein Druckausgleich zwischen Druckkammer
`48 und Referenzkamrner 44 ein. Die Membran
`
`nimmt erneut ihre Ruhelage ein, und das Metall-
`pléittchen 27 wird von dem Leiierabschnitt 28 ge-
`trennt. Die Ventilkappe ist erneut einsatzbereit.
`Eine praktische Ausfiihrungsform der in der
`Figur dargestellten Ventilkappe weist eine Lénge
`(in Richtung der Ventilachse) von etwa 20 mm und
`einen Durchmesser von etwa 20 mm auf und wiegt
`(einschiiefllich Knopfzelle) weniger als 10 g.
`
`Ansprijche
`
`1. Eine, ein Druckabnahmesignal erzeugende Ven-
`tilkappe fiir einen, mit einem Ventil ausgerusteten
`Luftreifen, Smit einem auf ein Ventilrohr (6) des
`Reifenventils aufschraubbarem Gehause (1), in wei-
`chem eine, mit dem zu Uberwachenden Reifen-
`druck beauf schlagbare Druckkammer (48) sowie
`eine Referenzkammer
`(44) ausgebiidet
`ist. die
`beim Auf schrauben der Ventilkappe auf das Rei-
`fenventil mit einem vorgegebenen Soildruck beauf-
`schlagbar ist, wobei beide Kammern (44, 48) durch
`eine Membran (40) voneinander getrennt sind, die
`eine in die Druckkammer (48) hinein ausgelenkte
`Stellung einnimmt, wenn der zu Uberwachende
`Druck unter den Solldruck sinkt, und mit einem
`Betétigungsgiied (12), das beim Aufschrauben der
`Ventiikappe auf das Ventiirohr (6) das Reifenventil
`dffnet,
`dadurch gekennzeichnet , dafl
`innerhalb des Gehéuses (1) eine Platine (23) vor-
`handen ist. an der eiektrische und/oder e|ektroni-
`sohe Komponenten (24, 24', 24", 24'", 25) eines
`Senders angebracht sind, der bei Stromversorgung
`eine oder mehrere Signalfrequenzen erzeugt, die
`drahtlos bis zu einem benachbart zum Luftreifen
`
`angeordneten Empféinger Ubertragbar sind;
`an oder in dem Gehause (1) eine Batterie (26) und
`ein mechanisches,
`im Regelfalle offenes Schalt-
`glied (27, 28) untergebracht sind, Zu dem ein in-
`
`nerhalb der Druckkammer (48) befindiicher Leiter-
`abschnitt (28) gehéirt, der in geringem Abstand zur
`Ruhelage der Membran (40) angeordnet ist