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Reifen

 

Reifendruck-Kontroll-Systeme (RDKS / TPMS)

Fehler und Mängel in der Bereifung zählen zu den häufigsten Pannen- und Unfallursachen!

Zu geringer Reifen Luftdruck zieht erhöhte Walkarbeit und frühzeitigen Reifenverschleiß nach sich. Dies wiederum kann bei hohen Geschwindigkeiten dazu führen, dass die Reifen der Belastung nicht mehr standhalten und platzen (ca. 80% der Reifenpannen entstehen durch zu geringen Reifendruck). Außerdem erhöht sich der Kraftstoffverbrauch. Fährt man nun mit Reifenfruckkontrollsystemen verringert sich der Kraftstoffverbrauch und es erhöht sich die Haltbarkeit der Reifen. Dies ist ein schöner Nebeneffekt, der vor Druckverlust warnenden Reifendruck-Kontroll-Systeme.

Seit November 2003 müssen in den USA alle Neuwagen mit einem Überwachungssystem für den Reifendruck ausgestattet sein. In Europa geht man schrittweise vor: Seit November 2012 müssen Autohersteller neue Fahrzeuge mit geeigneten Kontrollsystemen, dazu gehören auch die indirekt messenden Systeme, ausstatten. Und ab 1. November 2014 greift die EU-VO 661/2009, die besagt:
Fahrzeuge der Klasse M 1 müssen mit einem präzisen System zur Überwachung des Reifendrucks ausgerüstet sein, das den Fahrer im Fahrzeug im Interesse eines optimalen Kraftstoffverbrauchs und der Gewährleistung der Sicherheit im Straßenverkehr warnt, wenn es in einem Reifen zu einem Druckverlust kommt.
 

Reifendrucksensor

Reifendrucksensor (Continental/VDO)

Das bedeutet, dass es ab 1. November zu einer Pflicht kommt, jeden Neuwagen mit Reifendruckkontrollsystem auszustatten. Es spielt dabei für die Hersteller keine Rolle, ob Sie ein direkt oder ein indirekt messendes System einsetzen. Für direkt messende Systeme heißt dies: Alle Reifen eines Fahrzeugs, einschließlich Reserverad und Winterreifen müssen mit Sensoren ausgestattet sein (Die Fahrzeugklasse M1 umfasst alle Fahrzeuge zur Personenbeförderung mit höchstens acht Sitzplätzen außer dem Fahrersitz, also auch Wohnmobile). Diese Verordnung gilt allerdings nicht für Halter von älteren Fahrzeugen. Wenn ein Auto bei der Zulassung kein Reifendruckkontrollsystem besitzt, muss es auch nicht nachträglich nachgerüstet werden.

Reifen mit Notlaufeigenschaften (Runflat Tyre / RFT) müssen laut Reifenhersteller ebenfalls über ein Reifendruckkontrollsystem verfügen, damit der Fahrer seinen Plattfuß überhaupt erst bemerkt. Übrigens: Ob ein Reifen zu wenig Luft hat, kann man nicht unbedingt von außen erkennen. Lesen Sie auch, was man bei Runflatreifen beachten muss.

Reifendrucküberwachungssysteme (RDKS) werden im Englischen Tire Pressure Monitoring Systems (TPMS) genannt.

 RDKS Ventil (Audi)

RDKS Ventil (Audi)

 

Man unterscheidet grundsätzlich 2 verschiedene Systeme von RDKS:

Indirekt messende Systeme (Passive Systeme)

Überwachung erfolgt über das ABS

  • Erklärung: ein platter Reifen hat einen kleineren Abrollumfang und dreht schneller. Dies wird durch die vorhandenen ABS-Sensoren gemessen und vom Steuergerät erkannt
  • Vorteile: billige Lösung, nur eine geänderte Software und eine Kontrolle sind erforderlich, in Kombination mit einem Reifen mit Notlaufeigenschaften (Runflat Tyre) optimale Lösung
  • Nachteile: schleichender Luftverlust an beiden Rädern einer Achse wird nicht erkannt, es können nur Differenzen >0,5 bar erkannt werden; funktioniert bei der Fahrt
  • zusätzlicher Nachteil: niedrigerer Luftdruck lässt den Verbrauch ansteigen
  • Systeme: siehe Übersicht
  • Die modernen indirekten Systeme der zweiten Generation verfügen über eine sogenannte Spektrum-Analyse, die bestimmte, druckabhängige Reifenschwingungen überwacht. Dies geschieht für jedes Rad individuell und ermöglicht so eine umfassende Überwachung. Die neue EU-Gesetzgebung sieht entsprechende Tests vor. Indirekte Systeme erkennen einen Druckverlust von 20 % an allen vier Rädern nach ECE-R64 in ca. 15 min Fahrzeit, s. Testergebnisse* TÜV SÜD Nr. 3 und 6. Das ist viermal schneller als vom Gesetzgeber gefordert. (Quelle: Dunlop)

Direkt messende Systeme (Aktive Systeme)

  • Grundsätzlich: jedes Rad besitzt einen eigenen Sensor, Infos über Druck und Temperatur gelangen per Funk an das Steuergerät
  • Vorteile: die Messung wird exakter, Alarm bereits ab 0,2 bar Druckdifferenz  möglich (üblich 20% unter Sollwert) oder bei plötzlichem Druckabfall; Anzeige im Display
    auch zu hohe Last (Temperatur) und Sturzfehler werden erkannt, das Reserverad kann mit geprüft werden, Reifenstecher werden an die Alarmanlage gemeldet, Reserverad wird mit überwacht,
  • Nachteile: System aufwändiger und teuerer, Sensoren können bei der Reifenmontage beschädigt werden (Kosten ca. 30,- €), Sensoren müssen evtl. zum Rad kodiert werden, Umständlich beim Radwechsel
  • Systeme: siehe Übersicht
  • In der Praxis treten bereits durch den Unterschied zwischen einem kühlen Morgen und der heißen Mittagssonne Unterschiede von mehr als 0,3 bar auf, dazu kommen Erwärmung und Abkühlung während der Fahrt. Trotzdem besteht kein Grund, den Fahrer am kühlen Morgen mit einer Reifendruckwarnung an die Tankstelle zu „beordern“. Eine Messgenauigkeit kleiner als ca. 0,2 bar oder 10 % ist allein schon deshalb in der Praxis nicht notwendig und sinnvoll. Weiterhin ist zwischen Messgenauigkeit und Warnschwelle genau zu unterscheiden. Ein indirektes System, das auf eine Warnschwelle von 20 % Druckverlust entwickelt wurde (wie von der aktuellen EU-Gesetzgebung gefordert), wird bei einem Druckverlust von spätestens 20 % warnen, in der Praxis jedoch bereits früher. Der Test* Nr. 13 von TÜV SÜD zeigt dies. Weiterhin sehen laut einer von TNS sifo in Schweden durchgeführten Studie mehr als die Hälfte der Autofahrer Warnungen bei Druckverlusten von lediglich 15 % als verfrüht an, bei 20 % Warnschwelle ist es immerhin noch jeder Vierte. Es kann bei zu engen Warnschwellen deshalb passieren, dass Warnungen regelmäßig ignoriert werden. (Quelle: Dunlop)

Video (VDO) zu RDKS / TPMS

Überblick über die Systeme aus dem Repartur- und Nachrüstmarkt

System  Hersteller  Beschreibung  Verwendet bei
Schrader Sensor  SMSP/ Tecma  Vertrieb in D: Tecma
programmierbare Sensoren und Service Geräte
etliche Hersteller
RDKS/ TPMS Continental Teves / VDO Sensoren, Werkzeuge und Service Geräte
neuer REDI Sensor
etliche Hersteller
iTPMS Warn Air Dunlop Indirekt messendes RDKS für Bosch ABS, Modelle aus Europa uns Asien
TPI (Tire Pressure Indicator) NIRA Dynamics AB (Schweden) indirekt messendes System vor allem in Fahrzeugen des VW-Konzerns
TireMoni TPMS Tire Moni Direkt messendes RDKS Universell und sehr günstig,  für die Nachrüstung
Video
sens.itTM Sensor RDKS von alligator programmierbare Sensoren, Display und Werkzeug zum Nachrüsten, Reparaturmarkt
Video zum sens.it RDKS von alligator
IntelliSensTM Huf konfigurierbarer Sensor Reparaturmarkt
Bartec Auto ID Bartec Werkzeuge Programiergeräte  
Würth RDKS Würth programmierbare Sensoren Video dazu
TRW Entire Sloution Stahlgruber Nachrüstlösung  

Stand 09/2014, ohne Gewähr -

Universalsensoren

Es gibt bei defekten OE Sensoren 2 verschiedene Arten von Universalsensoren: programmierbare Sensoren (z.B. mit Bartec oder Würth Werkzeug ID wird geklont und übertragen) und konfigurierbere Sensoren  (müssen nur aktiviert werden)

Um festzustellen, welcher Reifendrucksensor an Ihrem Auto verbaut sein könnte, gehen Sie auf reifendrucksensor.info

Ein gänzlich anderes Reifendruckontroll-System bietet die Fa. Ventech an, bei dem der Druck im Vorbeifahren gemessen wird.

 

Grundsätzliche Funktionsweise direkt messender Systeme

Eine batteriegespeiste Radelektronik im Inneren des Reifens misst in kurzen Abständen Druck und Temperatur im Reifen.  Jeder Sensor verfügt über eine individuelle Identifizierungsnummer, den ID-Code. Die Daten und die ID sowei Angaben über die Restlebensdauer der Batterie (Lithium-Batterie) werden in Datentelegrammen mittels Funkübertragung im Hochfrequenzbereich (HF-Bereich) an eine Hochfrequenz-Empfangseinheit gesandt. Für die meisten Länder ist die Trägerfrequenz mit 433 MHz zugelassen. Für einige wenige Länder (z. B. USA) wird eine Trägerfrequenz von 315 MHz verwendet. Die Informationen werden z.B. in einem 12 Byte langen Datentelegramm gepackt. Die Datenübertragung ist frequenzmoduliert, die Übertragungszeit beträgt ca. 10 ms. Der Informationsaustausch der Fahrzeugperipherie erfolgt über den Komfort-CAN-Bus.Von dort werden sie zur Auswertung an das zentrale elektronische Steuergerät weitergeleitet (oder der Sensor schickt seine Botschaft direkt an das Steuergerät).

Das Steuergerät wertet die Datentelegramme aus, erkennt den Absender und entscheidet, ob der Fahrer informiert werden muss. Überwacht wird jedes Rad separat. Dabei wird der Luftdruck durch einen Temperaturfaktor auf den Normdruck umgerechnet. Beim „Drücke speichern“ werden die Reifenfülldrücke ebenfalls auf 20 °C normiert. Um Fehleinstellungen zu vermeiden, ist deshalb besonders darauf zu achten, daß die Reifenfülldrücke bei „kalten Reifen“ kontrolliert bzw. korrigiert und gespeichert werden.


Bei diesem RDKS von Audi werden die Datentelgramme an eine Antenne im Radkasten gesendet (Quelle: SSP Audi)

Harte und weiche Warnung bei Druckverlust

Gefährlich ist der schnelle Druckverlust. Er ist ein Zeichen, dass eine Reifenpanne unmittelbar bevorsteht. Das Kontrollsystem fordert in diesem Fall den Fahrer durch eine sogenannte "harte Warnung" auf, sofort anzuhalten und die Reifen zu überprüfen.

Bei einem langsamen (schleichenden) Druckverlust, der die Verkehrssicherheit noch nicht beeinträchtigt, erhält der Fahrer eine "weiche Warnung"; er wird gemahnt, bei nächster Gelegenheit den Reifendruck zu erhöhen. Die Mahnung erfolgt erstmals, wenn der Fülldruck im Reifen 0,4 bar unter dem Solldruck liegt. Bei jedem Einschalten der Zündung und auch in gewissen Abständen während der Fahrt wird die Mahnung wiederholt. Die Warnschwellen sind teilweise auch einstellbar. Aber: 85 % der „Reifenplatzer“ sind Folge schleichender Druckverluste. Ausgelöst wird das durch übermäßige Erwärmung infolge Walkarbeit bei schneller Fahrt mit zu geringem Luftdruck.

Ein “Plattfuß” bei Fahrzeugstillstand wird dem Fahrer nach Einschalten der Zündung sofort gemeldet.

(Quelle: Audi)

RDKS Sensor (Audi)

RDKS Sensor (Audi)

Am Ende des Berichts finden Sie noch Tipps für den Kfz-Mechaniker

 

TPMS am Beispiel von Zulieferer Continental

Tire Pressure Monitoring System TPMS:
Das direkt messende »Komfortsystem« TPMS mit intelligenter Warnstrategie unterscheidet präzise zwischen normalen Druckschwankungen und einem Reifendefekt und informiert den Fahrer mit Warnungen in abgestufter Dringlichkeit

Für das »Komfortsystem« TPMS werden zwei Konzepte geboten. Bei beiden misst ein mitdrehendes Radmodul mit integriertem Ventil an jedem Rad Reifendruck und Temperatur strahlt diese Daten als HF-Funksignal ab.

Konzept A - 4 Antennen mit HF-Koppler

Hier dienen die normalen Anschlusskabel der Raddrehzahlsensoren als Antennen. Sie leiten die HF-Signale an den im EBS-Rechner integrierten Empfänger, der sie in einer intelligenten Warnstrategie auswertet. Als einziger Lieferant bieten wir diese Technik, die keine zusätzlichen Kabel, Empfänger und Rechner erfordert.

Konzept B - mit Zentralantenne

Dieser kostengünstigeren Lösung fehlt lediglich eine Komfortfunktion, alle sicherheitsrelevanten Funktionen des Konzepts A stehen auch hier voll zur Verfügung.

Für maximale Zuverlässigkeit bei der Warnung und minimale Einlernzeiten des Systems können die Sensordaten mit der Funktion von DDS kombiniert und überwacht werden. Für Fahrzeuge, die nicht mit einem Continental Teves EBS-System ausgestattet sind, ist ein TPMS als Standalone-System mit eigener Steuereinheit inklusive HF-Empfänger verfügbar.

 

OE System von Peugeot

eingebaut z.B. im Peugeot 607 und 807

 in Kürze:

  • Automatischer Alarm bei Druckverlust im Reifen

  • Jedes Rad ist mit einer separaten Sendeeinheit bestückt

  • Lithium-Batterien der Sensoren halten zehn Jahre lang

TPMS von Peugeot

Bild: Peugeot

1 = Radsensor, 2 = Empfänger, 3 = Zentralschalteinheit, 4 = elektrische Leitungen, 5 = Piktogramm im Instrumentendisplay, 6 = Textinfo im Multifunktionsbildschirm, 7 = Akustisches Warnsignal

Elektronik erkennt den Fahrzustand

Um unempfindlich gegen Schwingungen zu sein, ist die Elektronik der Radsensoren (1) in Kunstharz gegossen. Die Sensoren, von denen jeder lediglich 34 Gramm auf die Waage bringt, sind auf der Innenseite der Felge in direkter Nähe zum Ventil befestigt. Sie schicken in regelmäßigen Abständen per Funk Informationen an einen Hochfrequenzempfänger (2), der im Fahrzeugheck befestigt ist. Dieser Empfänger ist nur bei laufendem Motor in Betrieb.

Die in die Räder integrierten Sensoren arbeiten bei dem von Schrader
Electronics entwickelten System abhängig vom Fahrzustand. Steht das Fahrzeug, wird der Reifendruck nur alle 15 Minuten gemessen und das Ergebnis stündlich an den Zentralrechner (3) gesendet. Über einen Trägheitsschalter wird das System zu Beginn einer Fahrt aktiviert, sobald eine Fahrgeschwindigkeit von 10 bis 20 km/h erreicht ist.

Während der Fahrt messen die Radsensoren alle zehn Sekunden den Luftdruck im Reifen und senden diese Informationen im Minutenabstand an den Zentralrechner. Der Druck wird in einem Bereich zwischen 0 und 3.500 mbar mit einer Auflösung von 14 mbar gemessen. Wird in einem Reifen eine Differenz zwischen 390 und 530 mbar gegenüber dem Nenndruck festgestellt, erscheint direkt vor den Augen des Fahrers im Instrumentendisplay (5) ein Piktogramm mit der Information “Rad Druckverlust”. Gleichzeitig wird der Fahrer durch ein akustisches Signal (7) gewarnt und im Multifunktionsbildschirm (6) die erfasste Störung beschrieben.

Dauerhafter Betrieb des Systems ist gewährleistet

Damit die Wirksamkeit des Systems dauerhaft gewährleistet wird, ist jede Sendeeinheit mit einer Lithium-Batterie bestückt, die eine Lebensdauer von etwa zehn Jahren besitzt. Bei einer nachlassenden Batteriespannung wird der Fahrer mindestens drei Monate vor dem voraussichtlichen Ausfall der Batterie automatisch informiert und aufgefordert, den Energielieferanten auszutauschen.

Quelle: Peugeot

TPM-Sensor von SensoNor

 Sensonor TPMS 

SP12 - ein von der Infineon-Tochter SensoNor entwickelter TPMS (Tire Pressure Monitoring-Sensor) für die Reifendruck-Überwachung

Die aktuelle Weiterentwicklung (SP30)  besteht aus einem mikromechanischen Druck- und Beschleunigungs-Sensor, Temperatursensor und einer Batteriespannungsüberwachung in einem sehr kleinen Gehäuse mit einer Grundfläche von nur 104,5 mm2.
Sensonor Drucksensor

Drucksensor von SensoNor mit Piezowiderstand

Druck-Beschleunigungs-Sensor SensoNor

Druck- und Beschleunigungssensor

von SensoNor mit Piezowiderstand und seismischer Masse

Reifendrucküberwachung für NKw

Siemens RDKS für NKW 

Bild: Siemens

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TPMS / LED Reifendruckkontrolle

für Trucks (SZM), LKW und Trailer (Auflieger bzw. Anhänger)

Video

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Advaned TPMS

Zukunftsweisendes Reifendruckkontrollsystem von Johnson Controls

Video

 

Tipps für den Mechaniker

Der Zusammenbau und die Montage der Radelektronik und des Reifenventils sind mit Hilfe des Bildes einfach durchzuführen:

- Selbstsichernde Befestigungsschraube (1) durch das Gehäuse der Radelektronik (2) stecken und zwei bis drei Umdrehungen in das Ventil einschrauben

- Ventil (3) durch die Ventillochbohrung in der Felge schieben, Distanzscheibe (4) aufstecken und Überwurfmutter (5) bis zur Anlage aufschrauben

- Montagestift (7) in die radiale Bohrung des Ventils stecken und Überwurfmutter mit einem Drehmoment von 3,5 - 4,5 Nm anziehen.

- Montagestift herausziehen, sonst wird der Reifen bei der weiteren Montage beschädigt.

- Radelektronik leicht in das Felgentiefbett drücken. Die Auflagepunkte müssen glatt im Tiefbett aufliegen. Danach die Befestigungsschraube mit einem Drehmoment von 3,5 - 4,5 Nm anziehen.

- Nach der Reifenmontage die Ventilkappe (6) aufschrauben.

Viele ältere Sensoren müssen nun noch programmiert werden. Das heißt die ID des alten Sensors wird auf den neuen übertragen. Dafür gibt es spezielle Werkzeuge (s. oben). Bei knfigurierbaren Sensoren ist die Elektronik bereits vorbereitet und mus nur noch aktiviert werden.

Sensor von Beru

Montage von RDKS-Sensoren

Vor dem Rad- bzw. Reifenwechsel ist grundsätzlich darauf zu achten, ob das Auo über ein RDKS verfügt. Zu erkennen ist dies z.B. an einem farbigen Ventil, einer farbigen Ventilkappe, einem Symbol im Kombiinstrument oder einer zusätzlichen Anzeigeeinheit (bei nachgerüsteten Systemen). Es ist empfehlenswert, gleich bei der Fahrzeugannahme, den Kunden nach einem RDKS zu fragen und auf die Besonderheiten hinzuweisen. Bei aktiven Systemen gilt es bei der Montage wichtige Punkte zu beachten. Die Montage sollte nur von geschulten Monteuren vorgenommen werden! Montageanleitungen von Runflat und UHP Reifen findet man auf den Seiten des WDK incl. entsprechender Downloads.

Reifendrucksensor Montage

Richtige Montage eines Reifendrucksensors (VDO / Continental)

neuer Sensor von VDO:

REDI Sensor VDO

Der Redi Sensor wird nur in den Reifen eingeklebt. Bild VDO

Seit Juli 2014: Der fertig programmierte VDO REDI-Sensor von Continental wird mit der inneren Lauffläche des Reifens verklebt.  Das schützt den Sensor im Alltag besser vor mechanischen Beschädigungen und Außeneinflüssen. Durch die Positionierung im Inneren des Reifens ist das Bauteil zudem mit jeder beliebigen Felge kombinierbar. (Meldung von kfzbetrieb.de)

 Video zum REDI-Sensor

 

Quellen: Beru, Citroen, ContinentalTeves, Peugeot, Infineon/SensoNor, Siemens, Hella, TPM-Systems, Ventech, Nokian u.v.m.

Autor: Johannes Wiesinger



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redaktionell bearbeitet: Johannes Wiesinger

geändert: 19.02.2015