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System zur Reifendrucküberwachung und Verfahren zur Montage eines Reifendrucküberwachungssystems an einer Felge

Beschreibung

Die Erfindung geht aus von einem System zur Reifendrucküberwachung mit den im Oberbegriff des Anspruchs 1 angegebenen Merkmalen, wie es aus der US 2015/0136244 A1 bekannt ist. Ein solches System weist eine Reifendrucküberwachungseinheit, die einen Drucksensor zum Messen des Reifendrucks und einen Sender zum Übertragen von Druckdaten enthält, und ein Reifenventil auf, an dem die Reifendrucküberwachungseinheit befestigt wird. An die Befestigung der Reifendrucküberwachungseinheit an dem Ventil werden eine Reihe von Anforderungen gestellt. Einerseits muss die Befestigung mechanisch belastbar sein und den während der Fahrt bei hohen Geschwindigkeiten von beispielsweise 250 km/h auftretenden Beschleunigungen Stand halten, andererseits soll die Befestigung möglichst kostengünstig herstellbar sein und eine einfa- che Montage der Reifendrucküberwachungseinheit an dem Reifenventil ermöglichen. Bei sogenannten Snap-In Ventilen, deren Ventilschaft von einer Gummidichtung umgeben ist, kommt hinzu, dass die Gummidichtung durch Kippmomente belastet wird, welche die Dichtung gegen den Rand der Felgenbohrung drücken und durch die Masse der am Ventil befestigten Reifendrucküberwachungseinheit sowie des Ventils selbst hervorgerufen werden. Diese Kippmomente müssen so gering gehalten werden, dass die Gummidichtung dadurch auch bei hohen Geschwindigkeiten nicht beschädigt wird. Kippmomente eines Systems zur Reifendrucküberwachung lassen sich reduzieren, indem die Masse der Reifendrucküberwachungseinheit reduziert wird. Eine andere Möglichkeit besteht darin, den Massenschwerpunkt des Systems aus Ventil und Reifendrucküberwachungseinheit im Reifeninneren möglichst nahe an die Ventildurchtrittsbohrung der Felge oder sogar in diese hinein bzw. aus dem Reifen heraus nach außen zu verlagern. Dies kann dadurch erreicht werden, dass der Schwerpunkt der Reifendrucküberwachungseinheit näher an die Felge gebracht wird oder die Masse des Ventils außerhalb des Reifens erhöht wird, beispielsweise durch einen Ring, eine Verdickung oder ein sonstiges Ausgleichsgewicht. Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, einen Weg aufzuzeigen, wie sich eine Reifendrucküberwachungseinheit mit geringem Montageaufwand zuverlässig an einem Reifenventil befestigen lässt, so dass während der Fahrt nur geringe Kippmomente auftreten. Diese Aufgabe wird durch ein Reifendrucküberwachungssystem mit den im Anspruch 1 genannten Merkmalen, eine Reifendrucküberwachungseinheit gemäß Anspruch 10 sowie durch ein Verfahren gemäß Anspruch 11 zur Montage eines Reifendrucküberwachungssystems an einer Felge gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand von Unteransprüchen.

Eine erfindungsgemäße Reifendrucküberwachungseinheit wird auf einen Schaft eines Reifenventils aufgesteckt, der mehrere hintereinander angeordnete Rast- ausnehmungen aufweist, in die ein Rastelement eingreift. Das Rastelement ist einteilig mit einer Wand des Gehäuses der Reifendrucküberwachungseinrichtung ausgebildet, besteht also ebenso wie das Gehäuse der Reifendrucküberwachungseinheit aus Kunststoff. Da ein Gehäuse ohnehin benötigt wird, kann auf diese Weise ein Rastelement ohne wesentliche Zusatzkosten hergestellt werden, beispielsweise indem die Gehäusewand und das Rastelement integral durch Spritzgießen hergestellt werden. Die Reifendrucküberwachungseinheit lässt sich sehr einfach an einem Ventil befestigen, nämlich indem die Reifendrucküberwachungseinheit auf den Ventilschaft aufgesteckt wird, so dass das Rastelement in eine der Rastausnehmungen einrastet. Dies ist ohne Werkzeug möglich, so dass die Montage an einem Reifen sehr einfach ist.

Indem man eine Reihe von Rastausnehmungen an dem Schaft des Ventils anbringt, kann die Reifendrucküberwachungseinheit bei verschiedenen Felgengeometrien verwendet werden und dennoch stets sehr nahe an der Ventildurchtritts- bohrung befestigt werden, so dass bei der Fahrt nur relativ kleine Kippmomente auftreten können. Die Reifendrucküberwachungseinheit wird dazu auf dem Ventilschaft so weit wie möglich zu der Ventildurchtrittsbohrung hin verschoben bis eine Endposition erreicht ist. Wie nahe die Endposition an der Ventildurchtrittsbohrung der Felge liegt, hängt davon ab, wie viele Rastausnehmungen der Schaft aufweist und in welchem Abstand diese angeordnet sind.

Die Reifendrucküberwachungseinheit weist eine Öffnung auf, in die der Ventilschaft gesteckt wird. Diese Öffnung ist bevorzugt ein durchgehender Kanal. So kann Luft, die durch das Ventil in den Reifen gepumpt wird, mit relativ geringem Strömungswiderstand durch den Ventilschaft und die Öffnung der Reifendruck- Überwachungseinheit in den Innenraum des Reifens gelangen.

Eine vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass das Rastelement Teil eines Hebelarms ist. Ein Ende des Hebelarms ist an dem Gehäuse der Reifendrucküberwachungseinheit befestigt, während das andere Ende frei ist. Indem das freie Ende des Hebelarms angehoben wird, lässt sich das Rastelement aus seinem Eingriff mit der betreffenden Rastausnehmung lösen, so dass sich die Reifendrucküberwachungseinheit wieder von dem Schaft abnehmen lässt. Dies ist vorteilhaft ohne Verwendung eines Werkzeugs möglich. Das Rastelement kann als ein Vorsprung, beispielsweise eine Nase oder ein Haken, an dem Hebelarm ausgebildet sein. Bevorzugt ist das Rastelement dabei in einem Abstand von dem freien Ende des Hebelarms angeordnet. Dies hat den Vorteil, dass man beim Greifen und Anheben des Hebelarms nicht durch das Ras- telement behindert wird.

Eine weitere vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass sich der Hebelarm entlang des Ventilschafts erstreckt. Beispielsweise kann der Hebelarm über dem Ventilschaft parallel zu dem Ventilschaft verlaufen. Es ist aber auch möglich, dass der Hebelarm quer zu dem Ventilschaft orientiert ist. Insbesondere in diesem Fall kann der Hebelarm auch ohne einen Vorsprung aufzuweisen in eine der Rastausnehmungen des Ventilschafts eingreifen.

Eine weitere vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass die Rastaus- nehmungen Kerben sind. Die Kerben und das Rastelement können dabei eine Sperrvorrichtung bilden, beispielsweise nach Art eines Kabelbinders. Der Eingriff des Rastelements in eine der Rastausnehmungen verhindert dann, dass die Reifendrucküberwachungseinheit von dem Ventilschaft abgenommen wird, lässt aber eine Verschiebung in die entgegengesetzte Richtung zu, also eine Verschiebung der Reifendrucküberwachungseinheit hin zu der Ventilbohrung einer Felge.

Die Anzahl der Rastausnehmungen auf dem Ventilschaft kann weitgehend frei gewählt werden. Grundsätzlich gilt, dass sich die Reifendrucküberwachungseinheit unabhängig von der Geometrie einer gegebenen Felge umso näher an die Ventilbohrung einer Felge schieben lässt, je mehr Rastausnehmungen der Ventilschaft aufweist. Aus Platzgründen lässt sich die Anzahl der Rastausnehmungen ab einer gewissen Grenze aber nur noch steigern, indem die Rastausnehmungen kleiner gemacht werden. Zu kleine Rastausnehmungen reduzieren dabei die mechanische Belastbarkeit der Rastverbindung.

Im Allgemeinen ist es günstig, wenn der Ventilschaft wenigstens 5, vorzugsweise wenigstens 7 Rastausnehmungen aufweist. In der Regel bringt es keinen zusätzlichen Vorteil, wenn man die Anzahl der Rastausnehmungen auf mehr als 12 erhöht. Weitere Einzelheiten und Vorteile der Erfindung werden an einem Ausführungsbeispiel unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen erläutert. Es zeigen: Fig. 1 ein Reifenventil mit einer aufgesteckten Reifendrucküberwachungseinheit;

Fig. 2 eine weitere Ansicht des Reifenventils mit der Reifendrucküberwachungseinheit; Fig. 3 eine geschnittene Detailansicht des Reifenventils und der Reifendrucküberwachungseinheit im verrasteten Zustand; und

Fig. 4 eine geschnittene Detailansicht des Reifenventils und der Reifendrucküberwachungseinheit im gelösten Zustand.

Die Figuren 1 und 2 zeigen in verschiedenen Ansichten ein System zur Reifendrucküberwachung. Eine erste Komponente dieses Systems ist ein Reifenventil 1 , beispielsweise ein sogenanntes snap-in Ventil, mit einem Ventilschaft 2, der von einer Gummidichtung 3 umgeben ist. Eine zweite Komponente des Reifendruck- Überwachungssystems ist eine Reifendrucküberwachungseinheit 4, die ein Gehäuse aus Kunststoff aufweist, in dem ein Drucksensor zum Messen des Reifendrucks und ein Sender zum drahtlosen Übertragen von Reifend ruckdaten angeordnet sind. Das Gehäuse ist aus Kunststoff und weißt eine Öffnung auf, in die der Ventilschaft 2 des Reifenventils 1 gesteckt ist. Die Figuren 3 und 4 zeigen in ge- schnittenen Detailansichten jeweils einen Endabschnitt des Ventilschafts 2 sowie die Öffnung des Gehäuses, in welcher der Ventilschaft 2 steckt.

Wie insbesondere die Figuren 3 und 4 zeigen, weist der Ventilschaft 2 eine Reihe von hintereinander angeordneten Rastausnehmungen 5 auf, in die ein Rastele- ment 6 der Reifendrucküberwachungseinheit 4 eingreift. Das Rastelement 6 ist einteilig mit einer Wand des Gehäuses der Reifendrucküberwachungseinheit 4 ausgebildet. Das Rastelement 6 ist somit ebenso wie das Gehäuse der Reifendrucküberwachungseinheit 4 aus Kunststoff. Das Rastelement 6 kann so kosten- günstig integral mit dem Gehäuse hergestellt werden, nämlich beim Spritzgießen des Gehäuses der Reifendrucküberwachungseinheit 4 hergestellt werden.

Das Rastelement 6 kann Teil eines Hebelarmes 7 aus Kunststoff sein, der mit ei- nem Ende von einer Wand des Gehäuses der Reifendrucküberwachungseinheit 4 ausgeht und an seinem gegenüberliegenden Ende frei beweglich ist. Durch Anheben des freien Endes kann deshalb das Rastelement 6 aus seinem Eingriff in eine der Rastausnehmungen 5 des Ventilschafts 2 gelöst werden, sodass die Reifendrucküberwachungseinheit 4 wieder von dem Ventilschaft 2 abgenommen werden kann.

Der Hebelarm 7 erstreckt sich parallel zu dem Ventilschaft 2. Bei dem gezeigten Ausführungsbeispiel sind die Rastausnehmungen 5 an einer Oberseite des Ventilschafts 2 angeordnet, die am montierten Zustand von dem Felgenbett eines Ra- des abgewandt ist. Die Rastausnehmungen 5 können beispielsweise auch seitlich an dem Ventilschaft 2 angeordnet sein. An dem Hebelarm 7 können an sich auch mehrere Rastelemente 6 angeordnet sein, beispielsweise um eine mechanisch belastbarere Verbindung zu ermöglichen. Ein einziges Rastelement 6 ist jedoch ausreichend.

Die Rastausnehmungen 5 sind bevorzugt als Kerben ausgebildet. Dabei ist besonders vorteilhaft, wenn die Kerben auf einer ersten Seite steiler ansteigen als auf einer gegenüberliegenden Seite. Mit anderen Worten sind die Kerben also auf einer ersten Seite von einer ersten Fläche und auf seiner gegenüberliegenden Seite von einer zweiten Fläche begrenzt, wobei die erste Fläche steiler ansteigt, als die zweite Fläche. Die Reifendrucküberwachungseinheit 4 kann deshalb über die zweite Fläche der Kerbe weiter auf den Schaft 2 aufgeschoben werden, während die steilere erste Fläche ein unerwünschtes Lösen der Reifendrucküberwachungseinheit 4 von dem Ventilschaft 2 verhindert. Die steilere erste Fläche kann senkrecht zu der Längsrichtung des Ventilschafts 2 orientiert sein oder mit der Längsrichtung des Ventilschafts 2 einen Winkel von mehr oder weniger als 90° einschließen. Bei dem gezeigten Ausführungsbeispiel verhakt das Rastelement 6 so mit den Kerben, dass es sich aus der betreffenden Kerbe löst, wenn die Reifendrucküberwachungseinheit 4 weiter auf den Schaft 2 aufgeschoben wird, und es eine Verschiebung in der entgegen gesetzten Richtung verhindert.

Um das gezeigte Reifendrucküberwachungssystem an einer Felge zu montieren, wird das Reifenventil 1 in die Ventilbohrung der Felge gesteckt. Die Reifendrucküberwachungseinheit 4 kann dabei bereits auf den Ventilschaft 2 aufgesteckt sein. Das Reifendrucküberwachungssystem kann in einem Zustand gemäß Fig. 3 ange- liefert werden, in dem das Rastelement 6 der Reifendrucküberwachungseinheit 4 in eine der Rastausnehmungen 5 des Ventilschafts eingreift, insbesondere in die letzte Rastausnehmung 5, also jene Rastausnehmung 5, die dem inneren Ende des Schafts 2 am nächsten liegt. Nach dem Aufstecken der Reifendrucküberwachungseinheit 4 auf den Ventilschaft auf den Ventilschaft 2 wird die Reifendrucküberwachungseinheit 4 so nahe wie möglich zu der Ventilbohrung der Felge hin verschoben. In seiner Endposition ist die Reifendrucküberwachungseinheit 4 dann sehr nahe an der Felge und der Schwerpunkt des Reifendrucküberwachungssystems folglich ebenfalls sehr nahe an der Felge oder sogar innerhalb der Ventilbohrung. Wie groß ein eventueller Spalt zwischen der Felge und der Reifendrucküberwachungseinheit 4 in deren Endposition ist, wird durch den Abstand einer Rastausnehmung 5 zu einer benachbarten Rastausnehmung 5 bestimmt. Je kleiner diese Abstände sind, desto besser kann die Endposition der Reifendrucküberwachungseinheit 4 an die Geo- metrie einer gegebenen Felge angepasst werden. Auf dem Ventilschaft 2 können beispielsweise fünf oder mehr Rastausnehmungen 5 angeordnet sein. Günstig sind sieben oder mehr Rastausnehmungen 5. Die Anzahl der Rastausnehmungen auf mehr als fünfzehn Rastausnehmungen zu erhöhen, bringt im Allgemeinen keinen zusätzlichen Vorteil.

Der Ventilschaft 2 kann an einer Längsseite offen sein, beispielsweise an seiner Unterseite. Bei dem gezeigten Ausführungsbeispiel hat der Ventilschaft 2 näherungsweise eine U-förmige Form. Durch die offene Längsseite des Ventilschafts kann Luft beim Aufpumpen eines Reifens aus dem Ventil austreten. Der Ventil- schaft 2 ist zudem an seinem Ende offen. Beim Aufpumpen des Reifens kann Luft also durch einen Ventilschaft 2 und die Öffnung der Reifendrucküberwachungseinheit 4 hindurch in das Innere des Reifens einströmen. Der Ventilschaft 2 des Reifenventils kann einstückig ausgebildet sein. Möglich ist es aber auch, einen aus zwei Teilstücken zusammen gesetzten Ventilschaft 2 zu verwenden. Dabei kann ein erster Abschnitt des Ventilschafts, der von der Gummidichtung 3 umgeben ist, aus einem ersten Material hergestellt sein, beispielsweise Messing oder Bronze, während ein zweiter Teil des Ventilschafts 2, der aus der Gummidichtung herausragt und die Rastausnehmungen 5 trägt, aus einem zweiten Material hergestellt sein kann, beispielsweise aus Edelstahl. Die Anforderungen an die beiden Abschnitte des Ventilschafts, nämlich einen von der Gummidichtung 3 umgebenen Abschnitt einerseits und einen die Rastausnehmungen 5 aufweisenden Abschnitt andererseits, sind sehr unterschiedlich, so dass es vor- teilhaft sein kann, den Ventilschaft aus zwei Teilstücken zusammen zu setzen. Allerdings ist damit ein erhöhter Fertigungsaufwand verbunden, so dass in vielen Fällen eine einstückige Ausführung günstiger ist.

Bezugszeichenliste Reifenventil

Ventilschaft

Gummidichtung

Reifendrucküberwachungseinheit

Rastausnehmungen

Rastelement

Hebelarm