DE102007007016B4 - Reifenmodul - Google Patents

Reifenmodul Download PDF

Info

Publication number
DE102007007016B4
DE102007007016B4 DE102007007016.2A DE102007007016A DE102007007016B4 DE 102007007016 B4 DE102007007016 B4 DE 102007007016B4 DE 102007007016 A DE102007007016 A DE 102007007016A DE 102007007016 B4 DE102007007016 B4 DE 102007007016B4
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
tire
tire module
module
conversion unit
designed
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
DE102007007016.2A
Other languages
English (en)
Other versions
DE102007007016A1 (de
Inventor
Dr. Schräbler Sighard
Andreas Pohlmann
Stefan Kammann
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Continental Automotive Technologies GmbH
Original Assignee
Continental Teves AG and Co OHG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Continental Teves AG and Co OHG filed Critical Continental Teves AG and Co OHG
Priority to DE102007007016.2A priority Critical patent/DE102007007016B4/de
Publication of DE102007007016A1 publication Critical patent/DE102007007016A1/de
Application granted granted Critical
Publication of DE102007007016B4 publication Critical patent/DE102007007016B4/de
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60CVEHICLE TYRES; TYRE INFLATION; TYRE CHANGING; CONNECTING VALVES TO INFLATABLE ELASTIC BODIES IN GENERAL; DEVICES OR ARRANGEMENTS RELATED TO TYRES
    • B60C23/00Devices for measuring, signalling, controlling, or distributing tyre pressure or temperature, specially adapted for mounting on vehicles; Arrangement of tyre inflating devices on vehicles, e.g. of pumps or of tanks; Tyre cooling arrangements
    • B60C23/02Signalling devices actuated by tyre pressure
    • B60C23/04Signalling devices actuated by tyre pressure mounted on the wheel or tyre
    • B60C23/0408Signalling devices actuated by tyre pressure mounted on the wheel or tyre transmitting the signals by non-mechanical means from the wheel or tyre to a vehicle body mounted receiver
    • B60C23/041Means for supplying power to the signal- transmitting means on the wheel
    • B60C23/0411Piezoelectric generators
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60CVEHICLE TYRES; TYRE INFLATION; TYRE CHANGING; CONNECTING VALVES TO INFLATABLE ELASTIC BODIES IN GENERAL; DEVICES OR ARRANGEMENTS RELATED TO TYRES
    • B60C23/00Devices for measuring, signalling, controlling, or distributing tyre pressure or temperature, specially adapted for mounting on vehicles; Arrangement of tyre inflating devices on vehicles, e.g. of pumps or of tanks; Tyre cooling arrangements
    • B60C23/02Signalling devices actuated by tyre pressure
    • B60C23/04Signalling devices actuated by tyre pressure mounted on the wheel or tyre
    • B60C23/0491Constructional details of means for attaching the control device
    • B60C23/0493Constructional details of means for attaching the control device for attachment on the tyre

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Measuring Fluid Pressure (AREA)
  • Tires In General (AREA)

Abstract

Reifenmodul (2) zur Erfassung von Reifenzustandsgrößen in Reifen von Kraftfahrzeugen mit einer Umwandlungseinheit, in der Bewegungsenergie in elektrische Energie umgewandelt wird, wobei die Umwandlungseinheit in einen Biegekörper integriert ist und wobei der Biegekörper linsen- oder kissenförmig ausgelegt ist und wobei die Umwandlungseinheit auf der Oberseite des Biegekörpers angeordnet ist und wobei eine Anzahl von elektronischen Bauteilen auf der dem Reifenzentrum zugewandten Seite des Reifenmoduls (2) angeordnet ist und wobei in dem Reifenmodul (2) ein Dämpfungsmittel angeordnet ist und wobei an dem Reifenmodul (2) zwischen oberer und unterer Hälfte eine Zugentlastung angeordnet ist und wobei das Reifenmodul (2) an einem einzigen Befestigungspunkt (6) auf dem Innerliner des Reifens (8) montiert ist.

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Reifenmodul zur Erfassung von Reifenzustandsgrößen in Reifen von Kraftfahrzeugen mit einer Umwandlungseinheit, in der Bewegungsenergie in elektrische Energie umgewandelt wird, sowie ein Reifendrucküberwachungssystem.
  • In modernen Kraftfahrzeugen werden vermehrt Vorrichtungen eingesetzt, die Defekte und Fehlfunktionen verschiedener Bereiche im Kraftfahrzeug frühzeitig erkennen und dem Fahrer melden. Dazu gehört beispielsweise die Erfassung des Reifenluftdrucks, um Defekte oder Unfälle, welche auf einen zu niedrigen Reifenluftdruck zurückzuführen sind, zu vermeiden. Bei vielen der bereits für diesen Zweck eingesetzten Systeme ist jeweils ein Reifenmodul an jedem Rad, insbesondere im Inneren des Reifens, angeordnet. Ein Reifenmodul umfasst meist mindestens einen Sensor zur Erfassung eines Reifenparameters, insbesondere des Reifenluftdrucks, sowie eine Sendeeinheit und gegebenenfalls eine zugeordnete Auswerteelektronik. Die Versorgung der elektronischen Komponenten mit elektrischer Energie kann beispielsweise durch eine Batterie, einen Mikrogenerator mit piezoelektrischem Element oder eine Transponderspule erfolgen.
  • Bekannt sind Mikrogeneratoren für die Versorgung von Reifendrucküberwachungssystemen auf der Basis von piezoelektrischen Materialien. Der piezoelektrische Effekt basiert auf dem Effekt, dass bei der Verformung bestimmter Materialien auf der Oberfläche elektrische Ladungen auftreten. Beispielsweise wird mittels Druck durch Ladungstrennung eine elektrische Spannung üblicherweise in einer Keramik erzeugt, d. h. durch den ausgeübten Druck verschieben sich im Inneren Ionen, wodurch sich die Ladung proportional zur einwirkenden Kraft verändert.
  • Des Weiteren sind Mikrogeneratoren beispielsweise für so genannte Schüttel-Taschenlampen nach dem elektrodynamischen Prinzip mit Magnet und Spule bekannt. Die Elektrodynamik, die dieser Form des elektrischen Generators zugrunde liegt, basiert auf der Umwandlung von Bewegungsenergie in elektrische Energie. Bewegt sich ein elektrischer Leiter in einem Magnetfeld senkrecht zu diesem, wirkt die so genannte Lorentzkraft auf die Ladungen im Leiter in Richtung dieses Leiters und setzt sie somit in Bewegung. Diese Ladungsverschiebung bewirkt eine Potentialdifferenz, also eine elektrische Spannung, zwischen den Enden des Leiters.
  • Um einen Sensor für eine Funkübertragung, beispielsweise für Zustandsdaten eines Reifens, mit ausreichender elektrischer Energie zu speisen, müssen im versorgenden Kondensator jede 100 m Fahrtstrecke Ladungen von etwa 200 μC gespeichert werden. Die Aufgabenstellung hierbei ist es, den Mikrogenerator derart zu gestalten, dass er den Belastungen standhält, die im Laufe der Lebensdauer eines Reifens auftreten. Idealerweise soll der Mikrogenerator dabei ein Modul mit dem Funksensor bilden.
  • Die Druckschrift DE 10 2004 031 810 A1 zeigt ein System zur Erzeugung elektrischer Energie für elektronische Komponenten mit einem piezoelektrischen Element, das in einem Fahrzeugluftreifen angeordnet ist, der einen an der Außenseite angeordneten Laufstreifen aufweist. Das piezoelektrische Element ist an der Reifeninnenseite dem Laufstreifen gegenüberliegend angeordnet.
  • Die Druckschrift DE 10 2004 002 909 A1 betrifft eine Vorrichtung zur Wandelung von Energie eines Reifens, insbesondere eines Kraftfahrzeugreifens, mit: einem Wandlerelement, welches eine Wandlungsfläche zur Wandelung von mechanischer Verformungsenergie des Reifens in elektrische Energie aufweist; und mit mindestens einer Befestigungseinrichtung, welche lediglich den Randbereich der Wandlungsfläche des Wandlerelementes zumindest teilweise fest an einem zugeordneten Abschnitt des Reifens für einen mechanischen Überlastungsschutz der Wandlungsfläche anbringt.
  • Die Druckschrift DE 103 59 990 A1 betrifft auf rotierenden Elementen angeordnete Energiewandler zur Umwandlung von mechanischer in elektrische Energie, mit einem Wandlerelement zur Umwandlung der mechanischen Energie in elektrische Energie und einer ersten Masse und einer zweiten Masse, wobei die zweite Masse mit dem rotierenden Element verbunden ist. Dabei ist das Wandlerelement zwischen der ersten Masse und der zweiten Masse so angeordnet, daß eine mechanische Relativbewegung der beiden Massen auf das Wandlerelement wirkt, so daß elektrische Energie erzeugt wird.
  • Die Druckschrift US 2005/0285726 A1 zeigt eine Telemetrieeinheit zur Anbringung in einem Luftreifen, die ein piezoelektrisches Element aufweist, das in einem Gehäuse untergebracht ist, welches einen Aktuator umfasst, um das piezoelektrische Element ansprechend auf eine äußere Kraft, die während der Rotation des Reifens auf den Aktuator wirkt, zu verformen.
  • Die Druckschrift DE 600 30 268 T2 zeigt einen Beschleunigungsmesser, der eine Beschleunigung entlang zweier Achsen messen kann. Dieser hat ein Gehäuse, das einen Masseabstützrahmen aufweist, und eine Masse, welche einen äußeren Massebereich, der von dem Masseabstützrahmen durch äußere Federelemente abgestützt ist, und einen inneren Massebereich, der von dem äußeren Massebereich durch innere Federelemente abgestützt ist, aufweist, wobei die Federelemente, von denen ein Massebereich abgestützt ist, als ein Paar vorgesehen und entlang eine Achse ausgerichtet sind und wobei die Federelemente, von denen der andere Massebereich abgestützt ist, entlang einer Vielzahl von weiteren Achsen ausgerichtet sind, wobei die weiteren Achsen auf einer Ebene liegen.
  • Die Druckschrift US 2003/0041767 A1 zeigt ein Verfahren zum Erzeugen von Energie, insbesondere für Projektile, bei dem durch eine der Vorrichtung inherente Eigenschaft Energie bzw. Leistung erzeugt und zumindest einem mit der Vorrichtung verbundenen energieverbrauchenden Element zugeführt wird.
  • Die Druckschrift DE 10 2005 000 996 A1 betrifft ein ein Reifenmodul zur Erfassung von Reifenzustandsgrößen mit einem einseitig eingespannten Federelement und einer Umwandlungseinheit, in der Bewegungsenergie in elektrische Energie umgewandelt wird. Das Federelement ist dabei als Stab-, Torsions- oder Blattfeder ausgebildet, an deren nicht eingespanntem Ende eine seismische Masse angeordnet ist und Beschleunigungssprünge der seismischen Masse an die Umwandlungseinheit überträgt.
  • Aus der DE 44 02 136 A1 ist ein System zur Bestimmung der Betriebsparameter von Fahrzeugreifen bekannt, bei dem auf einem Trägerkörper eine Sensoreinheit, eine Auswerteelektronik und ein piezoelektrisches Element angeordnet ist, das die übrigen Systemkomponenten mit Energie versorgt. Das piezoelektrische Element weist einen mehrschichtigen Aufbau auf.
  • Die DE 10 2004 046 193 A1 beschreibt einen Drucksensor zur drahtlosen Druckmessung in einem Reifen sowie eine zugehörige Antenneneinrichtung zum Senden und Empfangen von elektromagnetischen Feldern.
  • Aus der DE 10 2006 003 825 A1 ist ein batterieloses Reifendruck-Überwachungssystem bekannt, das über einen Sensor Reifenparameter erfasst, wobei der Sensor eingangsseitig mit einer Antenne verbunden ist, um ein moduliertes Mikrowellensignal zu empfangen und über eine Steuerschaltung einen Teil des modulierten Mikrowellensignals in eine Versorgungsspannung umzuwandeln.
  • In der EP 1 614 552 A1 wird ein brückenförmiger Flicken mit einem elektromechanischen Wandler zur Verwendung in einem Fahrzeugreifen offenbart.
  • Bei der Verwendung eines Mikrogenerators zur Energieversorgung eines Reifenmoduls, welches im Reifeninneren angebracht ist, muss sichergestellt sein, dass der Mikrogenerator derart gestaltet ist, dass er den auftretenden Belastungen während der gesamten Lebensdauer des Reifens standhält. Dabei ist es von Vorteil, wenn der Mikrogenerator mit den übrigen Komponenten, beispielsweise dem Sensor und der Sendeeinheit, ein Modul bildet.
  • Während der Lebensdauer des Reifens ist das Reifenmodul etwa 30–50 Millionen Umdrehungen und somit einer gleichen Anzahl von Latschdurchläufen ausgesetzt. Bei sehr hohen Geschwindigkeiten kann es pro Durchlauf zu Wechselbeschleunigungen bis zu 5000 g kommen. Bei Langsamfahrten können bei Normaldruck des Reifens Biegungen der Lauffläche gegenüber dem Normalzustand von bis zu 15° beobachtet werden, bei Druckverlust des Reifens oder besonderen Belastungen, beispielsweise Bordsteinauffahrten, kann die Biegung noch größer sein.
  • Daher ist ein Modul, das im Innern der Reifens an der Innenfläche angebracht ist, diesen Belastungen ausgesetzt, wobei besonders die Wechselbeschleunigungen und die Durchbiegungen der Lauffläche des Reifens bei den genannten besonderen Belastungen hohe Ansprüche an die Robustheit des Reifenmoduls sowie an die Flexibilität der Befestigung des Reifenmoduls im Reifen stellen.
  • Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Reifenmodul zur Anbringung im Inneren eines Reifens anzugeben, das besonders robust und zugleich leicht sowie kostengünstig und einfach zu montieren ist.
  • Diese Aufgabe wird durch die Gegenstände der Ansprüche 1 und 18 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.
  • Die Erfindung geht von der Überlegung aus, dass zur Erreichung einer hohen Lebensdauer die beweglichen Bereiche des Reifenmoduls, beispielsweise die Verbindung der oberen Hälfte mit der elektronischen Schaltung zur unteren Hälfte mit der Anbindung an den Reifen, derart ausgelegt sein muss, dass die Bewegungen und Belastungen, die der Reifen im Laufe seines Einsatzes erfährt, sowohl zu verkraften als auch zu nutzen sind. Des Weiteren ist sicherzustellen, dass das Reifenmodul derart robust ausgelegt und gegen auftretende Einflüsse geschützt ist, dass es zumindest die gleiche Lebensdauer erreicht, die auch für den Reifen vorgesehen ist. Darüber hinaus ist vorzusehen, dass die notwendige elektrische Versorgung der elektronischen Bauelemente über die gesamte Einsatzdauer gewährleistet ist.
  • Um eine möglichst hohe, zyklenfeste Robustheit des Reifenmoduls zu erzielen, sollte das Filmscharnier an den Befestigungsseiten zu weiteren Elementen des Reifenmoduls vorteilhafterweise über einen Befestigungsbereich verfügen, der besonders geeignet für beispielsweise eine mechanische Verbindung ist, wohingegen im Biegebereich eine hohe Lebensdauer durch ein besonders flexibles Material zu erzielen ist.
  • Um einen Biegewandler, beispielsweise PZT-Unimorph oder Bimorph, für die Erzeugung von elektrischer Energie aus mechanischer Bewegung nutzen zu können sowie vor nicht gedämpfter Stoßbelastung zu schützen, ist die Umwandlungseinheit auf der biegsamen Oberseite des Biegekörpers angeordnet.
  • Damit durch die Verformung des Reifens bei besonders hohen Belastungen mit einer Veränderung des Reifenradius und somit einer Veränderung des Kreissegments keine Druck- oder Zugbelastung auf das Reifenmodul ausgeübt wird, ist das Reifenmodul entgegen anderen Ausführungen, die in Form einer Brücke realisiert sind, nur an einem einzigen Befestigungspunkt mit der Lauffläche des Reifens verbunden.
  • Damit die elektronischen Bauteile, die im Reifenmodul zur Aufnahme des Reifenluftdrucks und zur Sendung eines entsprechenden Signals an eine zugehörige Auswerteeinheit möglichst vor besonderen Belastungen, die auf den Reifen einwirken können, insbesondere Stoßbelastungen, geschützt sind, er folgt ihre Anordnung auf der dem Reifenzentrum zugewandten Seite des Reifenmoduls.
  • Um die obere Hälfte des Reifenmoduls mit den elektronischen Bauelementen vor hohen Beschleunigungskräften und abrupten Stoßeinwirkungen zu schützen, ist in dem Reifenmodul zwischen der oberen und der unteren Seite ein geeignetes dämpfendes Material bzw. Dämpfungsmittel vorgesehen.
  • Um eine Überdehnung des Biegekörpers durch eine besonders hohe Beschleunigung und einen Bruch der elektronischen Bauelemente des Reifenmoduls zu verhindern, ist das Reifenmodul mit einer geeigneten Zugentlastung ausgestattet, die die maximale Ausdehnung des Biegekörpers begrenzt. Um die Reifenbiegung innerhalb konstruktionsbedingter Grenzen in eine Biegung der Oberseite des Biegekörpers umzusetzen, ist der Biegekörper linsen- oder kissenförmig ausgebildet.
  • Die Umwandlungseinheit kann beispielsweise auf der Oberseite des Reifenmoduls angebracht sein. Dabei wird die Reifenbewegung allerdings nur begrenzt abgebildet. Um demgegenüber die größtmögliche Bewegung des Reifenmoduls, die im Bereich der Verbindung der oberen zur unteren Hälfte aufgrund der seismischen Masse der oberen Hälfte und ihrer Bewegung relativ zur unteren Hälfte stattfindet, für die Umwandlung in elektrische Energie zu nutzen, ist die Umwandlungseinheit vorteilhafterweise im Bereich der Biegung des Filmscharniers angeordnet.
  • Da sowohl Dehnungs- als auch Biegungsmomente auf den Biegekörper einwirken, ist die Umwandlungseinheit vorteilhafterweise auf Dehnung und Biegung beanspruchbar und kann eine der Bewegungsarten für die Umwandlung in elektrische Energie nutzen.
  • Um eine hohe Lebensdauer des Reifenmoduls als Folge einer flexiblen Reaktion der Komponenten auf besonders hohe Belastungen zu erreichen, sind die elektronischen Bauelemente oder eine Teilmenge davon vorteilhafterweise auf einer flexiblen Leiterplatte angeordnet, die die elektrische Verbindung der elektronischen Bauteile realisiert.
  • Um die Versorgung des Reifenmoduls und der ihm zugeordneten elektronischen Bauteile mit elektrischer Energie zuverlässig sicherzustellen, arbeitet die Umwandlungseinheit zweckmäßigerweise nach dem elektrodynamischen oder piezoelektrischen Prinzip.
  • Um die Anzahl der Bauteile des Reifenmoduls sowie den Fertigungsaufwand und die Fertigungskosten möglichst gering halten zu können, besteht das Filmscharnier oder für die Stromerzeugung wesentliche Teile des Filmscharniers vorteilhafterweise aus einem piezoelektrischen Material oder piezoelektrischem Polymer.
  • Damit die Erzeugung von elektrischer Energie zur Versorgung des Reifenmoduls zuverlässig und möglichst unabhängig von punktuellen Bewegungen der Lauffläche des Reifens erfolgen kann, ist das piezoelektrische Material zweckmäßigerweise an zwei Orten angeordnet, die räumlich voneinander getrennt sind.
  • Um eine elektrodynamische Arbeitsweise der Umwandlungseinheit zu ermöglichen, indem der Magnet in die Luftspule ein tauchen kann, sind der Magnet und die Spule zweckmäßigerweise auf den jeweils gegenüberliegenden Seiten des Reifenmoduls angeordnet.
  • Die Bauhöhe des Reifenmoduls ist aus Gründen der Belastung bei auftretenden Beschleunigungen, insbesondere bei hohen Geschwindigkeiten und Wechselbeschleunigungen, möglichst gering zu halten, um die auftretenden Hebelkräfte zu minimieren. Daher ist die Spule der Umwandlereinheit zweckmäßigerweise als planare Spule ausgebildet.
  • Um die planare Spule vor äußeren Einflüssen, beispielsweise Feuchtigkeit durch Kondenswasserbildung im Reifen, zu schützen, ist sie vorteilhafterweise in einer leiterbeschichteten Folie angeordnet.
  • Damit die elektrische Verbindung der elektronischen Bauteile im Reifenmodul untereinander sichergestellt und nicht äußeren Einflüssen, beispielsweise Feuchtigkeit durch Kondenswasserbildung im Reifen, ausgesetzt ist, sind die Leiterbahnen zweckmäßigerweise in einer geschlossenen Folie angeordnet.
  • Um die vorhandenen Elemente der elektronischen Schaltung auslegungsbedingt mehrfach nutzen zu können und keine separaten Elemente vorsehen zu müssen, ist eine Anzahl der Leiterbahnen vorteilhafterweise als Antenne für des Senden der Statusinformationen zum Zustand des Reifens ausgelegt.
  • Um das Reifenmodul gegen die Lebensdauer beeinträchtigende Fremdeinwirkungen wie beispielsweise Nässe oder Dampfbeaufschlagung durch Kondenswasserbildung und/oder Verdunstung im Reifen zuverlässig zu schützen, ist das Reifenmodul vorteilhafterweise durch eine Laminierung geschützt.
  • Damit die Zugentlastung des Reifenmoduls zuverlässig fixiert und gegen Abrutschen gesichert werden kann, ohne die Flexibilität des Reifenmoduls im Reifen einzuschränken, weist das Reifenmodul an geeigneter Stelle eine Taillierung auf.
  • Vorteilhafterweise findet das Reifenmodul in einem Reifendrucküberwachungssystem in einem Kraftfahrzeug Verwendung.
  • Die mit der Erfindung erzielten Vorteile bestehen insbesondere darin, dass ein Reifenmodul gemäß der Erfindung sicher, zuverlässig und einfach im Reifen befestigt werden kann und aufgrund der Ausführung als Biegekörper kostengünstig zu fertigen ist und eine zuverlässige Übermittlung von Reifenzustandsdaten sicherstellt.
  • Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird anhand einer Zeichnung näher erläutert. Darin zeigt die Figur in schematischer Darstellung ein erfindungsgemäßes Reifenmodul. Die Figur zeigt einen Reifenausschnitt 1 gemäß der Erfindung mit einem Reifenmodul 2, das in dieser Ausführungsform als robustes Reifendrucksensor-Modul mit einem Mikrogenerator in Form einer Piezofolie 4 in linsenförmiger Bauart ausgebildet ist.
  • Für eine besonders geeignete Ausbildung der Piezofolie 4 ist diese als Filmscharnier ausgelegt. Der besondere Vorteil liegt hierbei in einer zyklenfesten Nutzung, da mehr als 50 Millionen Belastungszyklen während der Lebensdauer des Reifens vorgesehen sein sollen. Des Weiteren ist eine besonders kostengünstige Fertigung zu erzielen.
  • Unter einem Filmscharnier wird üblicherweise ein Verbindungsbereich oder eine Anbindung beispielsweise in Form eines Gelenks zwischen mindestens zwei Teilen verstanden, welche wiederholt relativ zueinander bewegt und/oder geklappt werden sollen. Das Filmscharnier und die angrenzenden Teile können einteilig ausgeführt oder durch geeignete Mittel, beispielsweise Verklebung, miteinander verbunden sein. Dabei kann das Filmscharnier durch Verringerung der Materialstärke, beispielsweise im Biegebereich des Gelenks, realisiert werden oder in besonders vorteilhafter Ausführung aus einem genügend elastischen Material gewählt werden, vorzugsweise aus einem geeigneten Kunststoff oder Gummi. Des Weiteren können die im Biegekörper vorgesehenen Filmscharniere als piezoelektrischer Biegewandler ausgeführt sein, hierbei in besonders günstiger Ausführungsform als PVDF-Bimoprh.
  • Für das Reifenmodul 2 ist aus Gründen der Robustheit und der Art der Reifenverformung im Latschdurchlauf eine Montage an einem einzigen Befestigungspunkt 6 auf dem Innerliner des Reifens 8 wichtig.
  • Der Träger 12 hat von der Seite betrachtet die Außenkontur einer Linse oder eines Kissens, in dessen Rändern sich links und rechts die Generatorfolien 4 befinden. Die elektronische Schaltung 16 ist oben auf dem Reifenmodul 2 in Form einer flexiblen Platine, bestehend aus dünnem Epoxid oder Kapton, angeordnet.
  • Bei einem derartigen Einsatz nutzt der als Generatorfolie 4 ausgebildete Mikrogenerator sowohl die Latschverformung mit ca. 15°-Biegung am Innerliner 8 als auch die Beschleunigung, wobei hier besonders hervorzuheben ist, dass die elektrische Baugruppe 16 selbst die seismische Masse bildet.
  • Der Mikrogenerator kann auch in die elektrische Baugruppe 16 integriert sein oder als separater Baustein 15 auf der oberen Seite des Reifenmoduls in räumlicher Nähe zur elektrischen Baugruppe 16 angeordnet sein. In diesem Bereich des Biegekörpers ist die Biegung nicht so stark wie in der als Filmscharnier ausgebildeten Piezofolie 4, aber die Belastung, die auf diesen bereich wirkt, ist auch geringer.
  • Die Generatoren 12 und die elektrische Baugruppe 16 sind durch eine umlaufende linsenförmige oder zweiteilige kissenförmige Kaptonfolie mit Leiterbahnen elektrisch verbunden. Das gesamte Gebilde aus PVDF, Kaptonfolie und Bauelementen kann leicht durch einen Laminierungsprozess hergestellt werden. Die Piezofolie 4 kann auf diese Weise vor depolarisierender Feuchtigkeitseinwirkung geschützt werden.
  • Zusätzliche Leiterbahnen in der Kaptonfolie können als Sendeantenne ausgebildet werden. Es ist bekannt, dass räumliche Antennen, die Abstand zur Schaltungsmasse habe, einen besseren Antennenwirkungsgrad erreichen als Flachleiterantennen.
  • Um die hohen Beschleunigungen auf die Elektronik 16, mit denen die elektronische Baugruppe 16 auf den Innerliner 8 des Reifens aufschlägt, zu dämpfen, wird in die offene Mitte des Gebildes ein Dämpfungselement 18, beispielsweise aus offenporigem oder geschlossenporigem Kunststoff, getränktem Papier oder Folienwickel, eingebracht.
  • Zur Umwandlung von mechanischer Bewegung in elektrische Energie soll die Reifenverformung genutzt werden, die im Latschdurchlauf auftritt. Da das Dämpfungselement 18 aber ausschließlich dafür vorgesehen ist, einen Druckimpuls abzufangen, wird eine weitere Maßnahme gegen auftretende Zugbelastungen benötigt, damit Energiewandler, die an den Seiten oder auf der Oberseite des Biegekörpers angebracht sind, nicht überdehnt werden. Als Zugentlastung kann beispielsweise ein Faden 20 um den Körper des Reifenmoduls 2 gewickelt oder anderweitig angebracht werden, wobei das Reifenmodul 2 an geeigneter Stelle zweckmäßigerweise tailliert wird, damit der Faden oder eine andere Zugentlastung nicht abrutschen kann.
  • Für einen Einsatz des Reifenmoduls 2, der außer der Druckerkennung auch die Roll- und Rollrichtungserkennung zur Aufgabe hat, ist eine Zweiteilung des Wandlers sinnvoll. Das bedeutet, in beiden Flanken des Reifenmoduls 2 Generatorfolien 4 unterzubringen, weil die beiden Generatoren 4 dann zusätzlich zur Hauptfunktion zeitversetzt ansprechen, woraus grundsätzlich ein -Rollverhalten sowie die Rollrichtung erkannt werden kann. Es ist bereits bekannt, dass die Rollrichtungserkennung ein wichtiger Baustein in der Realisierung der so genannten Autolocation ist, speziell der Erkennung der Radposition links oder rechts von der Fahrzeugmitte.
  • Ein Mikrogenerator, basierend auf dem elektrodynamischen Prinzip, kann ebenfalls mittels Filmscharnieren und Linsenkontur realisiert werden. Dabei wird auf der Unterseite des Trägers 12 ein Magnet eingeklebt und die Oberseite als planare Spule beispielsweise mit leiterbeschichteter Kaptonfolie realisiert.
  • Bezugszeichenliste
  • 1
    Reifenausschnitt mit Reifenmodul
    2
    Reifenmodul
    4
    Piezofolie
    6
    Befestigungspunkt
    8
    Innerliner des Reifens
    12
    Träger
    15
    Mikrogenerator
    16
    elektronische Schaltung (elektronische Bauelemente)
    18
    Dämpfungselement innen
    20
    Zugentlastung

Claims (18)

  1. Reifenmodul (2) zur Erfassung von Reifenzustandsgrößen in Reifen von Kraftfahrzeugen mit einer Umwandlungseinheit, in der Bewegungsenergie in elektrische Energie umgewandelt wird, wobei die Umwandlungseinheit in einen Biegekörper integriert ist und wobei der Biegekörper linsen- oder kissenförmig ausgelegt ist und wobei die Umwandlungseinheit auf der Oberseite des Biegekörpers angeordnet ist und wobei eine Anzahl von elektronischen Bauteilen auf der dem Reifenzentrum zugewandten Seite des Reifenmoduls (2) angeordnet ist und wobei in dem Reifenmodul (2) ein Dämpfungsmittel angeordnet ist und wobei an dem Reifenmodul (2) zwischen oberer und unterer Hälfte eine Zugentlastung angeordnet ist und wobei das Reifenmodul (2) an einem einzigen Befestigungspunkt (6) auf dem Innerliner des Reifens (8) montiert ist.
  2. Reifenmodul (2) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Umwandlungseinheit als Filmscharnier ausgebildet ist.
  3. Reifenmodul (2) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Umwandlungseinheit auf Dehnung oder Biegung beanspruchbar ausgelegt ist.
  4. Reifenmodul (2) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Reifenmodul nur an einer Seite mit der Innenseite des Reifens verbunden ist.
  5. Reifenmodul (2) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Aufnahme der elektronischen Bauteile in Form einer flexiblen Leiterplatte ausgebildet ist.
  6. Reifenmodul (2) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Umwandlungseinheit elektrodynamisch arbeitet.
  7. Reifenmodul (2) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Umwandlungseinheit nach dem piezoelektrischen Prinzip arbeitet.
  8. Reifenmodul (2) nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass auf der Oberseite des Biegekörpers piezoelektrisches Material vorgesehen ist.
  9. Reifenmodul (2) nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass das piezoelektrische Material an zwei räumlich voneinander getrennten Stellen angebracht ist.
  10. Reifenmodul (2) nach einem der Ansprüche 7 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Umwandlungseinheit piezoelektrisches Polymer umfasst.
  11. Reifenmodul (2) nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die elektrodynamische Umwandlungseinheit einen an einer Seite des Reifenmoduls (2) angebrachten Magneten und eine an der gegenüberliegenden Seite des Reifenmoduls (2) angebrachte Spule umfasst.
  12. Reifenmodul (2) nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Spule der elektrodynamischen Umwandlungseinheit als planare Spule ausgebildet ist.
  13. Reifenmodul (2) nach Anspruch 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, dass die planare Spule als leiterbeschichtete Folie ausgebildet ist.
  14. Reifenmodul (2) nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass die elektronischen Bauteile durch eine Folie mit Leiterbahnen elektrisch verbunden sind.
  15. Reifenmodul (2) nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass eine Anzahl von Leiterbahnen als Antenne ausgebildet ist.
  16. Reifenmodul (2) nach einem der Ansprüche 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass das Reifenmodul (2) laminiert ist.
  17. Reifenmodul (2) nach einem der Ansprüche 1 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass das Reifenmodul (2) eine Taillierung für die Aufnahme der Zugentlastung aufweist.
  18. Reifendrucküberwachungssystem mit einem Reifenmodul (2) nach einem der Ansprüche 1 bis 17.
DE102007007016.2A 2006-02-08 2007-02-08 Reifenmodul Active DE102007007016B4 (de)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102007007016.2A DE102007007016B4 (de) 2006-02-08 2007-02-08 Reifenmodul

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102006005638.8 2006-02-08
DE102006005638 2006-02-08
DE102007007016.2A DE102007007016B4 (de) 2006-02-08 2007-02-08 Reifenmodul

Publications (2)

Publication Number Publication Date
DE102007007016A1 DE102007007016A1 (de) 2007-10-04
DE102007007016B4 true DE102007007016B4 (de) 2016-01-14

Family

ID=38460417

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE102007007016.2A Active DE102007007016B4 (de) 2006-02-08 2007-02-08 Reifenmodul

Country Status (1)

Country Link
DE (1) DE102007007016B4 (de)

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2931390B1 (fr) * 2008-05-26 2011-04-22 Continental Automotive France Systeme de mesure de la pression d'un pneu de vehicule automobile
DE102017104732A1 (de) 2017-03-07 2018-09-13 Infineon Technologies Ag Reifensensorvorrichtung und Verfahren
CN109318661B (zh) * 2018-10-22 2020-10-09 山东大学 一种能自发电的胎压监测传感器及其监测方法
DE102022102317A1 (de) 2022-02-01 2023-08-03 Montfix GmbH Rad für ein kraftfahrzeug zur energierückgewinnung

Citations (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE4402136A1 (de) * 1994-01-26 1995-07-27 Telefunken Microelectron System zur Bestimmung der Betriebsparamter von Fahrzeugreifen
DE19522269A1 (de) * 1995-06-20 1997-01-02 Continental Ag Vorrichtung zum Ermitteln und Aufaddieren der Umdrehungen eines Reifens
US20030041767A1 (en) * 2001-09-05 2003-03-06 Rastegar Jahangir S. Power supplies for projectiles and other devices
DE10240446A1 (de) * 2002-09-02 2004-03-18 Infineon Technologies Ag Sensormodul
DE10255138A1 (de) * 2002-11-26 2004-06-17 Iq-Mobil Electronics Gmbh Haltevorrichtung zur Befestigung eines elektronischen Bauteils
EP1547827A2 (de) * 2003-12-22 2005-06-29 Samsung Electronics Co., Ltd. Sensoreinheit mit eigener Energieerzeugung und damit ausgestattetes Reifendrucküberwachungssystem
DE10359990A1 (de) * 2003-12-19 2005-08-04 Enocean Gmbh Auf rotierenden Elementen angeordneter Energiewandler zur Umwandlung von mechanischer in elektrischer Energie
DE102004002909A1 (de) * 2004-01-20 2005-08-11 Siemens Ag Vorrichtung zur Wandelung von Energie eines Reifens und Reifen mit einer derartigen Wandelungsvorrichtung
US20050285726A1 (en) * 2002-10-01 2005-12-29 Geoffrey Haswell Power consumption protocol
EP1614552A1 (de) * 2004-07-09 2006-01-11 Société de Technologie Michelin Brückenförmige Halterung für elektromechanische Wandler in Reifen
WO2006003052A1 (de) * 2004-07-01 2006-01-12 Continental Aktiengesellschaft System zur erzeugung elektrischer energie für elektrische komponenten
DE102004046193A1 (de) * 2004-09-23 2006-04-06 Siemens Ag Drucksensor zur drahtlosen Druckmessung, insbesondere in einem Reifen
DE102005000996A1 (de) * 2005-01-07 2006-07-20 Continental Teves Ag & Co. Ohg Reifenmodul sowie Luftreifen mit Reifenmodul
DE102006003825A1 (de) * 2005-02-24 2006-09-07 Lear Corp., Southfield Batterieloses Reifendruck-Überwachungssystem
DE60030268T2 (de) * 2000-07-10 2007-03-29 Infineon Technologies Sensonor As Beschleunigungssensor

Patent Citations (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE4402136A1 (de) * 1994-01-26 1995-07-27 Telefunken Microelectron System zur Bestimmung der Betriebsparamter von Fahrzeugreifen
DE19522269A1 (de) * 1995-06-20 1997-01-02 Continental Ag Vorrichtung zum Ermitteln und Aufaddieren der Umdrehungen eines Reifens
DE60030268T2 (de) * 2000-07-10 2007-03-29 Infineon Technologies Sensonor As Beschleunigungssensor
US20030041767A1 (en) * 2001-09-05 2003-03-06 Rastegar Jahangir S. Power supplies for projectiles and other devices
DE10240446A1 (de) * 2002-09-02 2004-03-18 Infineon Technologies Ag Sensormodul
US20050285726A1 (en) * 2002-10-01 2005-12-29 Geoffrey Haswell Power consumption protocol
DE10255138A1 (de) * 2002-11-26 2004-06-17 Iq-Mobil Electronics Gmbh Haltevorrichtung zur Befestigung eines elektronischen Bauteils
DE10359990A1 (de) * 2003-12-19 2005-08-04 Enocean Gmbh Auf rotierenden Elementen angeordneter Energiewandler zur Umwandlung von mechanischer in elektrischer Energie
EP1547827A2 (de) * 2003-12-22 2005-06-29 Samsung Electronics Co., Ltd. Sensoreinheit mit eigener Energieerzeugung und damit ausgestattetes Reifendrucküberwachungssystem
DE102004002909A1 (de) * 2004-01-20 2005-08-11 Siemens Ag Vorrichtung zur Wandelung von Energie eines Reifens und Reifen mit einer derartigen Wandelungsvorrichtung
WO2006003052A1 (de) * 2004-07-01 2006-01-12 Continental Aktiengesellschaft System zur erzeugung elektrischer energie für elektrische komponenten
DE102004031810A1 (de) * 2004-07-01 2006-01-26 Continental Aktiengesellschaft System zur Erzeugung elektrischer Energie für elektronische Komponenten
EP1614552A1 (de) * 2004-07-09 2006-01-11 Société de Technologie Michelin Brückenförmige Halterung für elektromechanische Wandler in Reifen
DE102004046193A1 (de) * 2004-09-23 2006-04-06 Siemens Ag Drucksensor zur drahtlosen Druckmessung, insbesondere in einem Reifen
DE102005000996A1 (de) * 2005-01-07 2006-07-20 Continental Teves Ag & Co. Ohg Reifenmodul sowie Luftreifen mit Reifenmodul
DE102006003825A1 (de) * 2005-02-24 2006-09-07 Lear Corp., Southfield Batterieloses Reifendruck-Überwachungssystem

Also Published As

Publication number Publication date
DE102007007016A1 (de) 2007-10-04

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE102008035498A1 (de) Reifenmodul mit piezosensitivem Sensor
EP1833688B1 (de) Reifenmodul sowie luftreifen mit reifenmodul
EP1993857B1 (de) Reifenmodul mit piezoelektrischem wandler
DE102007010780B4 (de) Reifenmodul mit piezoelektrischem Wandler
DE60316734T2 (de) Verfahren und system zum erzeugen elektrischer energie in einem fahrzeugreifen
DE102004031810B4 (de) System zur Erzeugung elektrischer Energie für elektronische Komponenten
EP3194831B1 (de) Kapazitiver sensor
DE102004037875B4 (de) Sensorvorrichtung, Verfahren und Vorrichtung zum Überwachen einer Sensorvorrichtung
WO2007099159A1 (de) Reifenmodul mit piezoelektrischem wandler
DE102007007016B4 (de) Reifenmodul
WO2020038614A1 (de) Wankstabilisator und sensoreinrichtung für einen wankstabilisator
WO2017009078A1 (de) Türgriffanordnung für ein kraftfahrzeug
DE112010000690T5 (de) Piezoelektrischer Stromgenerator
DE102008012659B4 (de) Reifenmodul mit piezoelektrischem Wandler
EP2513991B1 (de) Elektroaktiver polymergenerator zur wandlung von mechanischer energie in elektrische energie
DE102008029534B4 (de) Reifenmodul mit piezoelektrischem Wandler
EP1557303B1 (de) Rollbalg-Luftfeder mit elektrischer Energie-Versorgung
WO2008034825A1 (de) Reifenmodul mit piezoelektrischem wandler
EP3447462A1 (de) Schutzeinrichtung für ein bauteil mit kapazitiv-taktiler kollisionserfassung
DE102008061672A1 (de) Gleitkeilgetriebe, angewendet in einer Sensoranordnung
EP3802219B1 (de) Hupenmodul für ein fahrzeuglenkrad und baugruppe mit einem fahrer-airbagmodul und einem hupenmodul
DE102004002909B4 (de) Vorrichtung zur Wandelung von Energie eines Reifens und Reifen mit einer derartigen Wandelungsvorrichtung
EP3357716B1 (de) System zur ermittlung wenigstens einer fahrzeuginformation bei einem fahrzeug
DE102007032225A1 (de) Luftfeder
EP2315182B1 (de) Batterieaufnahme für einen Kraftfahrzeugschlüssel

Legal Events

Date Code Title Description
OR8 Request for search as to paragraph 43 lit. 1 sentence 1 patent law
8105 Search report available
R012 Request for examination validly filed

Effective date: 20140124

R016 Response to examination communication
R018 Grant decision by examination section/examining division
R020 Patent grant now final
R081 Change of applicant/patentee

Owner name: CONTINENTAL AUTOMOTIVE TECHNOLOGIES GMBH, DE

Free format text: FORMER OWNER: CONTINENTAL TEVES AG & CO. OHG, 60488 FRANKFURT, DE