9
`
`Européisches Patentamt
`
`European Patent Office
`
`Office européen des brevets
`
` |1|1|1|1IIHIIIIH1Ill""111")Ill)1|||H|l|1l||1lillll||l|1|||11|||
`® Veréfiffentlichungsnummer: 0 417 712 A1
`
`69
`
`EUROPAISCHE PATENTANMELDUNG
`
`@ Anmeldenummer: 901174250
`
`@ Int. CL5: B60C 23/04
`
`(29 Anmeldetag: 10.09.90
`
`
`Prioritét: 12.09.89 DE 3930479
`
`Veréffentlichungstag der Anmeldung:
`20.03.91 Patentblatt 91/12
`
`Benannte Vertragsstaaten:
`AT BE CH DE DK ES FR GB GR IT LI LU NL SE
`
`Sportplatzweg 7
`W-8968 DurachNVeidach(DE)
`
`Vertreter: Brehm, Hans-Peter, Dr. DipI.-Chem.
`et al
`
`@ Anmelder: Achterholt, Rainer
`Sportplatzweg 7
`W-8000 M'Linchen 70(DE)
`W-8968 Durach/Weidach(DE)
`
`
`Albert-Rosshaupter—Strasse 73
`
`Patentanw'élte Kern, Brehm & Partner
`
` ® Erfinder: Achterholt, Rainer
`
` WW, S7
`
`
`.WW11\1\o\1\1\1\1
`!
`
`1.11
`V;
`MIA
`11
`
`
`
`42
`q
`.
` .'fi """Wm.._,._n__‘fi ‘
`
`
`:qglmz'ummmnqefi“
`35
`40
`
`44
`3‘1
`24 41
`24'
`20‘5““.
`35
`
`
`32
`§>I/\)x\\\m\\\\“‘m3\‘=\:§§ ‘
`31
`
`‘
`fl==lflg1lr9 '
`L r/l/Ir§\\\\\\\\\\\\\‘sfll’ ‘
`23
`
`
`25
`Via-2:09
`
`
`\wwmmx
`
`
`@ Ventil mit Signalerzeugungseinrichtung fUr Fahrzeugreifen.
`
`far Fahrzeugreifen ist mit einer
`(1)
`@ Ein Ventil
`Einrichtung zur Erzeugung eines drahtlos Ubermittel-
`baren Druckabnahmesignals ausgerfistet. Am Ventil
`(1) befindet sich ein VentilfuB (10), von dem ein
`Ventilschaft
`(2) absteht. Die Signalerzeugungsein-
`richtung weist eine mit einem Solldruck beaufschlag-
`bare Referenzkammer
`(44) auf, die teilweise von
`einer Membran (40) begrenzt
`ist, die mit dem zu
`Uberwachenden Reifendruck beaufschlagt ist. Zur Si-
`gnalerzeugungseinrichtung gehb'rt ferner ein Sender,
`eine Stromversorgungseinrichtung (26) und ein me-
`chanisches im Regelfalle offenes Schaltglied (41,
`42), das bei einer Membranauslenkung geschlossen
`wird, woraufhin der Sender aktiviert wird. Diese Si-
`
`gnalerzeugungseinrichtung 151 an der zum Ventil-
`schaft
`(2) abgewandten Seite des VentilfuBes (10)
`angebracht. Der Sender weist eine Ablaufsteuerung
`auf, welche nach kurzfristiger Signalaussendung die-
`se Signalaussendung wieder unterbricht und den
`Sender erneut
`in einen Bereitschaftszustand ver-
`setzt.
`
`EP0417712A1
`
`
`
`10
`
`10
`
`21
`
`Xerox Copy Centre
`
`SCHRADER
`
`EXH. 1010
`
`Page 1010-1
`
`SCHRADER
`EXH. 1010
`Page 1010-1
`
`

`

`1
`
`EP 0 417 712 A1
`
`2
`
`Die Erfindung betrifft ein Ventii mit einer Ein-
`richtung zur Erzeugung eines drahtlos Ubermittel-
`baren Druckabnahme-Anzeigesignals fiir Fahrzeu-
`greifen. Dieses Ventil ist insbesondere fiJr die Rei-
`fen von Pkw und Lkw bestimmt. Das Ventil kann
`bei SchiaUChreifen und bei schiauchiosen Reifen
`
`eingesetzt werden.
`Mehr
`im einzelnen betrifit die Erfindung ein
`Ventii mit einer Einrichtung zur Erzeugung eines
`drahtlos Ubermittelbaren DruckabnahmeAnzeiges-
`ignals fijr Fahrzeugreifen, mit einem FuB, von dem
`ein Ventiischaft absteht. Die Signalerzeugungsein-
`richtung weist eine vom zu Uberwachenden Reifen-
`druck beaufschiagte Membran auf, die bei anorma—
`iem Reifendruck ausienkbar ist. Ferner weist die
`
`Signalerzeugungseinrichtung einen Sender, eine
`Stromversorgungseinrichtung
`und
`ein mechani-
`sches,
`im Regeifaiie offenes Schaitgiied auf, das
`bei einer Membranauslenkung geschiossen wird.
`woraufhin der Sender aktiviert wird.
`Ein Ventii dieser Art
`ist aus der Deutschen
`
`Offenlegungsschrift 36 O5 661 bekannt. Die Signal-
`erzeugungseinrichtung ist seitiich am Schaft des
`bekannten Ventiies angebracht.
`lhre Anwesenheit
`kann den optischen Eindruck beeintréchtigen und
`die Anbringung anderer Radkomponenten wie Zier
`blenden und dergieichen behindern. Die Membran
`der bekannten Einrichtung steht unter der Vorspan-
`nung einer Feder. Derartige Anordnungen sind nur
`fiir einen eng begrenzten Druckbereich ausgelegt,
`welcher von der Federkraft der Feder abh'eingt. Die
`Membran muB dem Reifendruck standhalten, was
`
`die Empfindlichkeit der Anordnung herabsetzt. Fer-
`ner k6nnen bereits die bei einem typischen Reifen-
`gebrauch auftretenden,
`zuiéssigen Reifendruck-
`schwankungen Membranauslenkungen
`verursa—
`Chen, und damit eine Fehlanzeige ausi'o'sen. Die
`mit Hiife der Feder vorgespannte Membran soli bei
`unzuiéssig hohem Oder tiefem Reifendruck einen
`Schalter betétigen, woraufhin der Sender aktiviert
`wird.
`Soiange
`der
`unzuléssige Reifendruck
`herrscht. bleibt der Sender aktiviert und zieht Ener-
`
`gie aus der Versorgungsquelie. Es bestehen Zwei-
`fel, 0b dieser bekannte Vorschiag realisierbar ist
`Oder bereits realisiert wurde.
`Weiterhin ist aus der Deutschen Patentschrift
`
`35 46 338 eine Ventiikappe f'Lir Luftreifen bekannt,
`die eine optisch wahrnehmbare Druckabnahmean-
`zeige vermittelt. Der
`innenraum der bekannten
`Ventiikappe ist durCh eine Membran in eine mit
`dem zu Liberwachenden Reifendruck beaufschiagte
`Druckkammer sowie in eine Referenzkammer un-
`
`terteiit, weiche beim Aufschrauben der Ventiikappe
`auf ein Reifenventil mit einem Soildruck beauf-
`
`schiagt wird. Diese Referenzkammer ist teiiweise
`von einem durchsichtigen Gehéuseabschnitt be-
`grenzt. Sinkt der zu Uberwachende Druck unter den
`Soildruck, so wird die vorzugsweise farbige Mem-
`
`10
`
`15
`
`20
`
`25
`
`30
`
`35
`
`40
`
`45
`
`50
`
`55
`
`bran in Richtung aui den durchsichtigen Gehéiuse—
`abschnitt hin ausgeienkt, und das Sichtbar-werden
`dieser Membran dient ais Anzeige einer Druckab-
`nahme. Mit dieser bekannten Ventilkappe ist eine
`drahtlose Signaiijbertragung nicht mdglich.
`Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung be-
`steht darin, ein Reifenventil der eingangs genann-
`ten Art bereitzustellen, das sich hinsichtlich seines
`
`optischen Eindrucks und seiner Handhabbarkeit
`von bekannten Reifenventiien nicht unterscheidet,
`
`einerseits
`Signalerzeugungseinrichtung
`dessen
`hochempfindiich ist und andererseits in einem wei-
`ten Bereich verschiedener Reifendr‘Licke anwendbar
`
`ist, von Ublichen, zul'aissigen Reifendruckschwan-
`kungen nicht gestt'jrt wird und dessen Sender war-
`tungsfrei f'Lir eine mehrj'aihrige Gebrauchsdauer mit
`gegebenenfails einer Vieizahl von Alarmimpulsen
`ausgelegt ist, die sicher von Fremdsignalen unter-
`scheidbar sind.
`
`Ausgehend von einem Ventil mit einer Einrich-
`tung zur Erzeugung eines drahtlos Ubermittelbaren
`Druckabnahme-Anzeigesignals fU’r Fahrzeugreifen,
`geméB der oben angegebenen, gattungsbiidenden
`Art,
`ist die erfindungsgeméiBe Lb'sung dieser Auf-
`gabe dadurch gekennzeichnet, daB die Signaler-
`zeugungseinrichtung an der zum Ventiischaft abge-
`wandten Seite des FuBes angebracht ist. Der Sen-
`der weist eine Abiaufsteuerung auf. welche nach
`kurzfristiger Signaiaussendung diese Signalaussen-
`dung wieder unterbricht, und den Sender erneut in
`einen Bereitschafiszustand versetzt. Die Signaler—
`zeugungseinrichtung weist eine Referenzkammer
`auf, die bei gedfinetem Reifenventii mit einem Soli-
`druck beaufschiagbar ist und bei geschiossenem
`Reifenventil druckdicht verschlossen ist. Diese Re-
`ferenzkammer ist teiiweise von der Membran be-
`
`grenzt, die eine von der Referenzkammer weg aus-
`gelenkte Stellung einnimmt und dabei die SchlieB-
`ung des Schaltgliedes veranlaBt, wenn der zu Liber-
`wachende Reifendruck kleiner ais der Solldruck ist.
`Diese Merkmaiskombination schafft ein mit ei-
`
`ner Signaierzeugungseinrichtung versehenes Ventii
`fiJr Luftreifen, das wie ein herkdmmiiches Reifen-
`ventii gehandhabt werden kann. Die am VentilfuB
`angebrachte Signalerzeugungseinrichtung befindet
`sich im Reifeninneren und kann weder den opti-
`schen Eindruck des Ventiies stb'ren noch die An-
`
`bringung anderer Radeiemente, wie etwa Zierkap-
`pen behindern. Die Komponenten der Signaierzeu-
`gungseinrichtung sind vor einer unbefugten Entfer-
`nung vom Reifenventil geschiltzt. Die Signalerzeu-
`gungseinrichtung biidet zusammen mit der Refe-
`renzkammer, den elektrischen und/oder elektroni-
`schen Komponenten des Senders und einer Batte.
`rie ein einziges Bauteii, das einfach aufgebaut ist,
`geringe Abmessungen hat und ein geringes Ge-
`wicht aufweist. Beispieisweise konnte eine soiche
`Signaierzeugungseinrichtung in Form eines zylin-
`
`SCHRADER
`
`EXH. 1010
`
`Page 1010-2
`
`SCHRADER
`EXH. 1010
`Page 1010-2
`
`

`

`3
`
`EP0417712 A1
`
`4
`
`drischen Bauteils realisiert werden, das einen Au-
`Bendurchmesser von etwa 18 mm, eine Lénge von
`etwa 7 mm und - einschiieBlich Batterie - ein
`
`Gewicht von weniger als 10 g aufweist. Die Anwe-
`senheit dieser Signalerzeugungseinrichtung erhb‘ht
`die vom’ Reifenventil verursachte Unwucht nicht
`wesentiich. Weil die Schaitung des Senders eine
`auf einen zu geringen Reifendruck hinweisende
`Signalaussendung selbsttéitig nach kurzer Dauer
`der Signalaussendung wieder unterbricht,
`ver-
`braucht ein Alarmimpuls nur wenig Energie. Die
`Stromversorgungseinrichtung
`der
`Signalerzeu-
`gungseinrichtung kann beispieisweise eine Lithium-
`Batterie sein, die 3 V und eine Kapazitét von ca. 40
`mAh liefert. Mit einer solchen Batterie kann die
`Signaierzeugungseinrichtung des erfindungsgemé‘
`{Sen Ventils wenigstens 500 bis 1000 Alarmimpulse
`ausldsen. Es ist deshalb mdglich. die Signalerzeu-
`gungseinrichtung wartungsfrei
`im lnneren des Rei-
`fens unterzubringen. Weil erfindungsgeméB die
`Druckerfassung mit Hiife einer Referenzkammer er-
`foigt,
`in welcher ein vorgegebener Solldruck ge-
`speichert ist, wird die Membran lediglich der gerin-
`gen Druckdifferenz zwischen dem zu Uberwachen-
`den Druck und dem Solldruck ausgesetzt. Die
`Membran kann dUnn und hochempfindlich ausge-
`fUhrt werden. Eine einzige Ausfijhrungsform einer
`Signalerzeugungseinrichtung kann bei den ver-
`schiedensten Reifendriicken angewandt werden,
`weil
`ledigiich die Differenz zwischen dem zu Liber-
`waChenden Reifendruck und dem in der Referenz-
`
`kammer gespeicherten Solldruck erfaBt wird. Eine
`soiche Referenzkammer bringt optimale Ergebnis-
`se in Verbindung mit einem mechanisch betétigba—
`ren, eiektrischen Schaltglied, weil eine vergleichs-
`weise geringe Membranverstellung ausreicht, das
`im Regelfalle offene Schaltgiied zu schiieBen. Zur
`Membranverstellung mijssen weder nennenswerte
`Massen bewegt noch irgendwelche Federkréfte
`Uberwunden werden. Es wird eine hohe Empfind-
`lichkeit erhalten, die dennoch durch die bei Ubli-
`
`zuléssigen
`auftretenden,
`chem Reifengebrauch
`Reifen druckschwankungen nicht beeinflulit 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 Empféinger erzielt werden. die
`praktisch durch Fremdsignalqueilen nicht stdrbar
`ist. Jedem Sender/jedem Reifenventil
`ist ein ent-
`sprechend abgestimmter Empféinger zugeordnet,
`wobei der maximale Abstand zwischen Empf'énger
`und Sender vorzugsweise weniger als 1000 mm
`betréigt. Die Zuordnung zu einem bestimmten Rad
`erfolgt fiber den zugeordneten Empfénger, der di-
`
`rekt mit einer Anzeigeeinrichtung am Armaturen-
`brett des Fahrzeuges oder dergleichen verkninft
`ist. Eine einzige AusiUhrungsform des erfindungs-
`gem‘éBen Ventils
`ist
`fUr séimtliche Réder eines
`Fahrzeugs geeignet. Uberraschenderweise behin—
`dert auch die Anwesenheit von Stahlcord in einem
`
`Fahrzeugreifen die Ausbreitung der Signaifrequen-
`zen und deren zuverléssigen Empfang durch den
`Empiénger 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.
`Vorteiihafte Ausgestaltungen 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 Solldruck beauf-
`schiagbar und
`bei geschlossenem Reifenventil
`druckdicht verschlossen ist. Bei einem typischen
`
`Reifenventil begrenzt der Ventilschaft eine Ventil-
`bohrung, an der ein Ventilsitz ausgebildet ist, an
`welchem ein Ventilkb’rper anliegen kann, um das
`Reifenventil zu verschliessen. Naoh einem Gesicht-
`
`punkt der Erfindung kann vorgesehen sein, daB in
`diesen Ventilsitz ein Kanal mUndet, Uber welchen
`die Referenzkammer mit Druckmedium beauf-
`
`schlagbar ist. Wird dieser Ventilkdrper durch Ver-
`stellung eines Ventil stdBeis von seinem Ventilsitz
`gelb’st, etwa um Uber das Reifenventil einen Luft-
`reiien auf den gewijnschten Reifendruck zu brin-
`gen, so kann Uber diesen nunmehr offenen Kanal
`ein Austausch von Druckmedium zwischen Refe-
`renzkammer und Ventilbohrung erfolgen, wobei die
`Referenzkammer mit einem gewiinschten Solldruck
`beaufschlagt wird. Legt sich darauihin der Ventil-
`k6rper wieder an den Ventilsitz an, um das Reifen-
`ventil zu schlieBen, wird auch der Kanal verschlos-
`sen, und die Referenzkammer ist und bleibt druck—
`dicht verschiossen.
`Nach einer anderen Alternative kann innerhalb
`
`der Ventiibohrung ein Rohrabschnitt angeordnet
`sein, der einen Kanal oder einen Kanalabschnitt
`begrenzt, Uber weichen die Referenzkammer mit
`Druckmedium beaufschlagbar ist.
`1n diesen Roh-
`rabschnitt ist ein zusétzliches Hilfsventil eingesetzt,
`
`das gemeinsam mit dem Reifenventil geéffnet oder
`geschlossen wird. Beispielsweise kann es sich bei
`diesem Hilfsventil um ein ebenfalls innerhaib der
`
`Ventilbohrung angeordnetes RUckschlagventil han-
`dein, das im Regelfalle seine SchlieBstellung ein-
`nimmt. Wird der VentilstéBel niedergedriickt, um
`das Reifenventil zu 6ffnen, so wirkt eine Verlénge-
`
`rung dieses Ventilstc’iBels auf das RUckschlagventil
`ein und b'ffnet dieses. Nach SchlieBen des Reifen-
`ventils nimmt das RUckschlagventil unter der Wir-
`kung einer Feder oder dergieichen erneut seine
`
`10
`
`15
`
`2O
`
`25
`
`30
`
`35
`
`40
`
`45
`
`50
`
`55
`
`SCHRADER .
`
`EXH. 1010
`
`Page 1010-3
`
`SCHRADER
`EXH. 1010
`Page 1010-3
`
`

`

`5
`
`EP0417 712 A1
`
`6
`
`SchlieBstellung ein.
`Die Signalerzeugungseinrichtung weist eine
`Referenzkammer auf,
`in welcher ein Solldruck dau-
`
`erhaft gespeichert werden kann. Die Referenzkam-
`mer ist
`innerhalb einer flachen Dose ausgebildet.
`die im wesentlichen aus einem Dosenboden und
`
`einer einstijckig angeformten Dosenumfangswand
`besteht, die ihrerseits eine Stirnfléiche aufweist. Die
`
`Dosendffnung ist von der Membran verschlossen.
`die an der lnnenseite der Dosenumfangswand fest-
`gelegt ist. Ein zylindrischer Abschnitt der Dosen-
`umfangswand steht Uber die Membran hinaus.
`ein
`lnnerhalb
`der Dosenumfangswand
`ist
`DurchlaB ausgespart, der an der Stirnfléche cler
`Dosenumfangswand beginnt.
`in den Doseninnen-
`raum bzw.
`in die Referenzkammer mUndet und an
`
`im Ventilschaft ange-
`im VentilfuB bzw.
`den Kanal
`schlossen ist. Uber diesen Kanal und den DurchlaB
`kann die Referenzkammer mit einem, den Soll-
`
`druck aufweisenden Druckmedium beaufschlagt
`werden.
`An dem fiber die Membran hinausstehenden
`
`Abschnitt der Dosenumfangswand ist an gegen-
`fiberliegenden Stellen eln Leiterabschnitt, beispiels-
`weise in Form eines Metallbilgels befestigt. 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 verkn'Lipft und bildet einen
`feststehenden Kontakt des Schaltgliedes.
`Das erfindungsgemé/Se Ventil
`ist mit einer
`Stromversorgungsquelle zur Versorgung der elek-
`trlschen undfoder elektronischen Komponenten des
`Senders mit Strom/Spannung ausgerijstet. Bei-
`spielsweise kann es sich hierbei um eine Lithium-
`Batterie handeln, die eine Kapazitét von wenigstens
`40 mAh besitzt und eine Spannung von 3 V liefert.
`Elne solche Batterie kann als Knopfzelle ausgebil-
`det sein und ist in das Gehéuse 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 durch SchlieBen eines Schalt-
`gliedes. Vorzugsweise gehdrt zu diesem Schalt-
`glied ein Leiterabschnitt, der parallel und in gerin-
`gem Abstand zur Ruhelage der Membran angeord-
`net ist. Das Gegenstfick bildet ein Metallpléttchen,
`das im Zentrum der Membran angeordnet ist und
`bei einer Membranauslenkung den Leiterabschnitt
`ber'Lihrt, und damit einen elektrischen Stromkreis
`
`bzw. das Schaltglied schlieBt. Hierauf wird die
`Schaltung aktivlert und der Sender sendet Signal-
`frequenzen aus. Dieses Schaltglied arbeitet zuver-
`Iéissig, empfindlich und schnell, weil nennenswerte
`Gegenkréfte nicht 'Liberwunden werden mUssen.
`
`70
`
`75
`
`20
`
`25
`
`30
`
`35
`
`4O
`
`45
`
`50
`
`55
`
`Eine Membranauslenkung von einigen wenigen
`1/10-Millimetern ist ausreichend, um das Schalt-
`
`glied zu schlieBen.
`Nachdem das Schaltglled geschlossen ist, er-
`folgt eine einmalige Signalaussendung fijr eine be-
`grenzte Zeltdauer. 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 erfindungsgema'B vorge-
`sehenen Sender realisiert werden, der im wesentli-
`
`einem
`und
`einer Digitalschaltung
`aus
`Chen
`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—
`st‘eirker aufweisen. Der RC-Generator
`(Oszillator)
`liefert verschiedene Signalfrequenzen, deren jewel-
`lige Frequenz durch die Komponenten Widerstand
`(R) und Kondensator (C) bestimmt sind. Die Schal-
`tung ist so aufgebaut, daB durch verschiedene
`RUckahrungen vom Frequenzteiler die entspre-
`chenden Funktionsgruppen der Digitalschaltung so
`angesteuert werden, daB durch das SchlielSen cles
`Schaltglledes die Schaltung gestartet und eine voll—
`st‘alndlge Signalaussendung durchgef'Lihrt 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 fUhrt. Dadurch ist die
`Schaltung wieder auf Bereltschaft zurUckgeschaltet
`und ist fUr eine neue Signalausgabe sendebereit,
`selbst wenn das Schaltglied weiterhin geschlossen
`bleibt. Elne erneute Signalausgabe er folgt erst
`dann, nachdem die Membran zur‘L‘ickgesetzt und
`das Schaltglied gedffnet 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.
`ln diesem Bereich sind kaum
`Stdrungen durch fremde Signalquellen zu erwarten.
`Dennoch kann eine stdrungsfreie Ubertragung des
`Sendesignals zu dem/den vorzugsweise nicht mehr
`als 1000 mm entfernten Empféngerm) im Radbe-
`reich des Fahrzeuges erreicht werden.
`Um dle Kennung zwischen Sender und Emp-
`féinger zu erhdhen und durch Fremdsignale ausge-
`
`SCHRADER
`
`EXH. 1010
`
`Page 1010-4
`
`SCHRADER
`EXH. 1010
`Page 1010-4
`
`

`

`7
`
`EP0 417 712 A1
`
`8
`
`iéste Fehlanzeigen weitestgehend auszuschlieBen,
`besteht das Sendesignal vorzugsweise aus zwei
`verschiedenen Frequenzen (beispieisweise 9,6 kHz
`und 10,4 kHz), welche abwechseind fiber eine Zeit-
`spanne von 10 bis 20 Millisekunden erzeugt wer-
`den. Die gesamte Dauer eines Sendesignals be-
`tréigt 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
`fUr wenigstens 500 bis
`1000
`Alarmimpuise aus, d.h, fUr die gesamte zu erwar—
`tende Lebensdauer des Ventiles. Die Signalerzeu-
`
`gungseinrichtung einschlieBlich Batterie kann des-
`halb an nicht einfach zug'a'ngiicher Stelle innerhalb
`des Reifens untergebracht werden.
`Der gesamte Sender mit sémtiichen elektri-
`schen und/oder elektronischen Komponenten ist
`
`vorzugsweise als Modul ausgefiihrt. Die Kompo—
`nenten, einsohlieBlich 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 Piatine 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 Kunststofthlse, an deren AuBenumfang -
`in einer Nut
`- die als Drahtwicklung ausgebildete
`
`Sendespule angebracht ist. Die gesamte Signaler-
`zeugungseinrichtung einschiieBlich Referenzkam-
`mer mit Schaltglied, Sender und Batterie kann ein
`einziges, integriertes Bauteil mit einem Durchmes-
`ser von etwa 18 mm und einer Léinge von etwa 7
`mm bilden, Abgesehen vom Zugang fUr den zu
`Uberwachenden Heifendruck kann das Bauteil ge-
`
`sein, um Beeintréchtigungen
`kapselt ausgef'Lihrt
`durch Bestandteile des Druckmediums innerhalb
`
`des Reifens zu vermeiden. Das gesamte integrierte
`Bauteii wiegt weniger ais 10 g und erhb‘ht damit
`das Gewicht eines herkb’mmlichen Metaiiventiles
`nicht wesentlich.
`Jedem Reifenventil mit seinem Sender ist ein
`
`eigener Empf’énger zugeordnet. Zu jedem Empfén-
`ger gehb’rt typischerweise ein Ferritstab mit einer
`Empfangsantenne und einer bekannten Empféinger-
`schaitung. Die Stromversorgung der Empféinger-
`schaltung erfolgt iJ'ber die Stromversorgungsquelle
`des Fahrzeugs. Die Ausgénge der Empfénger-
`schaitung sind Uber Verbindungsleitungen mit einer
`Anzeigeeinrichtung am Armaturenbrett oder der-
`gieichen des Fahrzeugs verbunden. Zur Anzeige-
`einrichtung gehért eine Auswerteelektronik, weiche
`die
`von
`einem bestimmten Sender/Empfénger
`stammenden Impulse der zugehdrigen 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 iange bestehen bleibt, bis
`der Fahrzeugienker die Warnanzeige geldscht oder
`zurijckgesetzt hat.
`Nach der Aussendung eines Aiarmimpuises ist
`die Signaierzeugungseinrichtung erneut zur Aus-
`sendung eines neuen Alarmimpulses bereit, nach-
`dem die Membran in ihre Ruhelage zuriickgekehrt
`ist. Dies kann insbesondere durch Niederdrflcken
`des VentilstéBels des Reifenventils erfolgen, weil
`dann der Zugang zur Referenzkammer geeffnet
`und ein Druckausgieich bzw. eine neue Einstellung
`eines Solldruckes erfolgt.
`Nachstehend wird die Erfindung mehr im ein-
`zelnen anhand einer bevorzugten Austhrungsform
`mit Bezugnahme auf die Zeichnungen erléutert; die
`letzteren zeigen:
`Figur 1 anhand einer schematischen Schnittdar—
`stellung ein erfindungsgeméBes Ventil mit einer
`Signalerzeugungseinrichtung; und
`Figur 2 eine abgewandelte Austhrungsform des
`Ventiis nach Fig.
`1 mit einer anderen Alternative
`zur Beaufschiagung der Referenzkammer mit ei-
`nem Solldruck.
`
`1 dargestellte Austhrungsform ei—
`Die in Fig.
`nes erfindungsgeméBen Ventils besteht im wesent-
`iichen aus dem Ventil
`1 und einer Signalerzeu-
`
`1 weist einen Ventil-
`gungseinrichtung. Das Ventil
`schaft 2 auf, der eine Ventiibohrung 3 begrenzt.
`
`Am lnnenumfang der Ventilbohrung 3 ist ein Ventil-
`sitz 4 ausgebildet. An diesem Ventilsitz 4 kann ein
`Ventilkérper 5 anliegen, der von einer Feder 7
`gegen den Ventilsitz 4 gepreBt wird und das Ventil
`1 verschlieBt. Mit dem Ventilkérper 5 ist einstUckig
`ein Ventiist68e| 6 verbunden, durch dessen Ver-
`
`stellung der Ventiikdrper 5 vom Ventilsitz 4 entfernt
`werden kann, so daB Druckmedium durch die Ven-
`tiibohrung 3 hindurchtreten kann. Der AuBenumfang
`des Ventilschaftes 2 kann mit einem abgestuften
`
`AuBengewinde 8 und 9 versehen sein. Am Ventil-
`schaft 2 ist einstUCkig ein VentilfuB 10 angeformt.
`Bei einer
`typischen Anwendung wird dieses
`Ventil 1 durch ein Ventilloch in einer Felge gerhrt,
`so daB - unter Zwischenlage einer nicht dargesteli-
`ten Dichtung - der VentilfuB 10 an der Innenwand
`der Felge zur Anlage kommt. AnschlieBend wird
`eine Uberwurfmutter auf das AuBengewinde 9 auf—
`geschraubt und das Ventil
`1 an der Felge festge-
`legt.
`In diesem Falle ist das Ventil
`1
`fUr einen
`schlauchlosen Fahrzeugreifen bestimmt. Das ge-
`samte Ventil
`1 besteht typischerweise aus Meta“.
`etwa einer Zink/Kupfer-Legierung oder einer Alumi-
`niumlegierung.
`Nach einem Gesichtspunkt der voriiegenden
`Erfindung ist
`innerhaib des Ventilschaftes 2 ein
`Kanal 12 ausgespart, der einerseits in den Ventil-
`sitz 4 mUndet und andererseits an einer Stirnfléche
`11 des VentilfuBes 10 mUndet. Bei Anlage des
`
`10
`
`15
`
`20
`
`25
`
`30
`
`35
`
`40
`
`45
`
`50
`
`55
`
`SCHRADER
`
`EXH. 1010
`
`Page 1010-5
`
`SCHRADER
`EXH. 1010
`Page 1010-5
`
`

`

`9
`
`EP0417 712 A1
`
`10
`
`Ventilkérpers 5 am Ventilsltz 4 ist auch dleser
`Kanal 12 gesperrt. Bel Entfernung des Ventilkb'r-
`pers 5 vom Ventilsitz 4 kann Druckmedium durch
`den Kanal 12 hindurchtreten.
`
`An der zum Ventilschaft 2 abgewandten Seite
`des VentilfuBes 10 ist eine Signalerzeugungsein-
`richtung derart angebracht, daB eine Strb’mungs-
`verbindung zwischen der Ventllbohrung 3 und dem
`Reifeninnenraum verblelbt.
`
`Zu dieser Signalerzeugungseinrichtung gehb’rt
`eine H'Lllse 20, an deren AuBenumfang eine Nut 21
`ausgespart ist, und an deren lnnenumfang ein Vor-
`sprung 22 angeformt lst. An diesem Vorsprung 22
`ist eine Platlne 23 abgest'thzt, an der sich die
`elektrischen und/oder elektronischen Komponenten
`24, 24’, 24" und 24,” elnes Senders befinden. Zu
`diesem Sender gehb'rt ferner eine als Drahtwick-
`lung ausgebildete Sendespule 25, die innerhalb der
`Nut 21 am AuBenumfang der HUlse 20 unterge-
`bracht ist. Weiterhln lst im Innenraum der HUlse 20
`
`eine Knopfzelle 26 untergebracht und befestlgt.
`Von den AnschluBklemmen 27 und 28 der Knopf-
`zelle 26 fUhrt je eine Leltung zur Platine 23.
`Weiterhin weist die Slgnalerzeugungseinrich-
`tung eine Dose 3O auf, die im wesentlichen aus
`einem Dosenboden 31 und einer Dosenumfangs—
`wand 32 besteht, die lhrerseits elne Stirnflache
`
`aufwelst. Am Innenumfang der Dosenumfangswand
`32 ist elne Membran 40 eingespannt,
`in deren
`Zentrum ein Metallplattchen 41 angebracht lst. Es
`wird eine Referenzkammer 44 geschaffen, die von
`der Membran 40, dem Dosenboden 31 und der
`
`Dosenumfangswand 32 begrenzt ist. In der Dosen-
`umfangswand 32 ist ein DurchlaIS 36 ausgespart.
`der an der Stlrnfléche 35 der Dosenumfangswand
`32 beginnt und in die Referenzkammer lendet.
`Dieser DurchlalS 36 trifft 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 Dosenumfangswand 32 steht
`'leer die Membran hinaus. Ein Leiterabschnitt 42 ist
`
`' in geringem Abstand zur Membran 40 und parallel
`zu dleser angeordnet und an gegegenfiberliegen-
`den Stellen dieses fiber die Membran 40 hlnaus-
`
`stehenden Abschnittes der Dosenumfangswand 32
`befestigt. Das im Zentrum der Membran 40 ange-
`brachte Metallpléttchen 41 und der Leiterabschnitt
`42 bilden zusammen ein 1m Regelfalle offenes,
`mechanisches Schaltglied. Sowohl das Metallpléitt-
`Chen 41 wie der Leiterabschnitt 42 sind Uber je
`eine Leitung an die Platine 23 angeschlossen. Bel
`einer Membranauslenkung kontaktiert das Metall-
`plé’ttchen 41 den feststehenden Leiterabschnitt 42,
`und es wird ein Stromkreis geschlossen, welcher
`die
`im Bereitschaftszustand befindllche Digital-
`schaltung des Senders aktiviert, woraufhin eine Si-
`
`10
`
`15
`
`20
`
`25
`
`30
`
`35
`
`40
`
`45
`
`50
`
`55
`
`gnalaussendung durchgerhrt wird.
`Wie in der Zeichnung dargestellt, sind H'Lllse
`20 und Dose 30 mit lhren jeweillgen Komponenten
`miteinander verbunden und bilden zusammen eln
`
`integriertes Bautell. Dieses Bauteil kann in GieB-
`ha'rz 39 eingebettet Oder auf sonstige Welse ge-
`kapselt seln, um Schutz vor Bestandteilen des
`Druckmediums 1m Relfen zu gewahrlelsten. An-
`grenzend an den Ventilfu/J 10 kann dieses Bauteil
`eine Deckplatte 37 aufweisen. die vor dem direkten
`Auftreffen des Druckmediums auf die Membran 40
`
`ln dleser Deckplatte 37 ist elne fonung 38
`sch‘L‘ltzt.
`ausgespart, durch welche der zu Uberwachende
`Relfendruck best'andlg die Membran 40 beauf-
`schlagt.
`Fig. 2 zeigt elne alternative Austhrungsform
`des erfindungsgeméflen Ventils, dessen Signaler-
`zeugungseinrichtung in gleicher Welse aufgebaut
`ist, wle oben mit Bezugnahme auf Fig.
`1 erlautert.
`Abwelchend weist das Ventll 1 innerhalb der Ventil-
`
`bohrung 3 einen herkb‘mmlichen Ventileinsatz 13
`auf. Fluchtend mit diesem Ventileinsatz 13 befindet
`
`slch innerhalb der Ventilbohrung 3 ein Rohrab-
`schnitt,
`in den ein Hilfsventil 15 eingesetzt
`ist.
`Dieses Hilfsventil 15 kann als Rijckschlagventil
`ausgebildet sein, dessen Ventilkb'rper 18 von einer
`Feder 17 gegen einen Ventllsitz 19 gedrUckt wird.
`In diesen Rohrabschnltt mUndet eln Kanal 12 des
`
`Ventiles 1 gem'aB Fig. 1. Am Ventileinsatz 13 ist
`ein fiber dessen AbstUtzung hlnausragender Stab
`14 angebracht. Bel einer Betétigung des Ventilstéi-
`[Sels 6 trlffi dieser Stab 14 auf den Ventilkb‘rper 18
`des Hilfsventiles 15 und entfernt diesen von sei-
`nem Ventilsitz 19. Druckmedium kann in den Reh-
`
`rabschnitt elntreten, stréSmt durch den Kanal 12 und
`
`gelangt durch den DurchlaB 36 in die Referenz-
`kammer 44. Nachdem der Ventilstb'Bel 6 unter der
`
`Wirkung der Feder am Ventileinsatz 13 wleder sei-
`ne Ausgangsstellung eingenommen hat, hat sich
`auch der Stab 14 vom Ventllkdrper 18 des Hilts-
`ventils 15 gelb’st und dessen Feder 17 drUckt den
`Ventilkérper 18 emeut gegen seinen Ventilsitz 19
`und verschlieBt das Hilfsventil 15. Die Referenz-
`
`kammer 44 lst geschlossen und darln dauerhaft ein
`Solldruck gespeichert.
`
`Anspril che
`
`1. Ein Ventil mit einer Einrichtung zur Erzeugung
`elnes drahtlos Ubermittelbaren Druckabnahme-An-
`
`zeigesignals fiJ'r Fahrzeugreifen,
`mit einem VentllfuB (10), von dem ein Ventilschaft
`(2) absteht,
`wobei die Signalerzeugungseinrichtung eine vom
`zu Uberwachenden Reifendruck
`beaufschlagte
`Membran (40) aufwelst, die bei anormalem Reifen—
`druck auslenkbar lst, diese Signalerzeugungsein-
`
`SCHRADER
`
`EXH. 1010
`
`Page 1010-6
`
`SCHRADER
`EXH. 1010
`Page 1010-6
`
`

`

`11
`
`EPO417 712 A1
`
`12
`
`richtung ferner einen Sender (24, 24', 24", 24,";
`25), eine Stromversorgungseinrichtung (26) und ein
`mechanisches,
`im Regelfalle offenes Schaltglied
`(41, 42) aufweist, das bei einer Membranauslen-
`kung geschlossen wird, woraufhin der Sender akti-
`viert wird,
`
`dadurch gekennzeichnet , dafl
`die Signalerzeugungseinrichtung an der zum Ventil-
`schaft (2) abgewandten Seite des VentilfuBes (10)
`angebracht ist;
`der Sender (24, 24’, 24", 24’”; 25) eine Ablauf-
`steuerung aufweist, welche nach kurzfristiger Si-
`gnalaussendung diese Signalaussendung wieder
`unterbricht und den Sender emeut in einen Bereit-
`schaftszustand versetzt;
`
`die Signalerzeugungseinrichtung eine Referenz-
`kammer (44) aufweist, die bei gebffne’rem Reifen-
`ventil
`(1) mit einem Solldruck beaufschlagbar und
`bei geschlossenem Reifenventil (1) druckdicht ver-
`schlossen ist; und
`teilweise von der
`(44)
`diese Referenzkammer
`Membran (40) begrenzt ist, die eine von der Refe-
`renzkammer
`(44) weg ausgelenkte Stellung ein-
`nimmt und die Schlieflung des Schaltgliedes (41,
`42) veraniaBt, wenn der zu Uberwachende Reifen-
`druck kleiner als der Soildruck 131.
`
`2. Das Ventil nach Anspruch 1,
`wobei der Ventilschaft
`(2) eine Ventilbohrung (3)
`
`begrenzt, an der ein Ventilsitz (4) ausgebildet ist,
`an dem ein Ventilkb'rper (5) anliegen kann, um das
`Reifenventil (1) zu verschlieBen,
`dadurch gekennzeichnet , dali
`in diesem Ventilsitz (4) ein Kanal (12) milndet, Uber
`welchen die Referenzkammer (44) mit Druckmedi-
`um beaufschlagbar ist.
`3. Das Ventil nach Anspruch 1,
`
`dadurch gekennzeichnet , daB
`innerhalb der Ventilbohrung (3) ein Rohrabschnitt
`ausgebildet ist,
`in welchen ein Kanal (12) miJndet,
`Cuber welchen die Referenzkammer (44) mit Druck—
`medium beaufschlagbar ist; und
`in diesen Rohrabschnitt ein Hiifsventil
`
`(15) einge-
`
`setzt ist, das gemeinsam mit dem Reifenventil (1)
`geb‘ffnet oder geschlossen wird.
`4. Das Ventil nach Anspruch 3,
`
`dadurch gekennzeichnet , daB
`das Hilfsventil (15) als Riickschlagventil ausgebildet
`ist.
`
`5. Das Ventil nach einem der Anspriiche 1 bis 4,
`
`dadurch gekennzeichnet , daB
`die Signalerzeugungseinrichtung elne Hillse (20)
`aufweist, an deren lnnenumfang eine Platine (23)
`abgestijtzt
`ist,
`auf welcher
`die
`elektrischen
`und/oder elektronischen Komponenten (24, 24',
`24", 24,") des Senders angebracht sind.
`6. Das Ventil nach Anspruch 5,
`
`dadurch gekennzeichnet , daB
`zu dem Sender eine als Drahtwicklung ausgebilde-
`
`te Sendespule (25) gehdrt, die in einer Nut (21) am
`AuBenumfang der HUlse (20) angebracht let.
`7. Das Ventil nach Anspruch 5 oder 6,
`
`dadurch gekennz