-
Die
Erfindung betrifft ein Fahrzeugluftreifen mit einem Elektronikmodul
gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
-
Elektronikmodule,
welche mit Transponder oder Sensoren versehen sind, werden an Reifen
für verschiedene Aufgaben genutzt. Hierzu zählt
beispielsweise eine Reifenidentifikation, mit der ein Automobilhersteller
unter anderem schnell sowie automatisiert feststellen kann, aus
welchem Reifenwerk ein bestimmter Reifen geliefert wurde und an
welches Fahrzeug der Reifen montiert wurde. Andere Aufgaben können
eine Luftdrucküberwachung, eine Temperaturmessung, eine
Drehzahlerfassung oder die Messung von mechanischen Spannungszuständen
im Reifen umfassen. Die üblicherweise verwendeten Transponder
bestehen aus einem Elektronikbauteil bzw. Elektronik-Chip, in dem
Sensorelemente angeordnet sein können, sowie aus einer
an dieses Elektronikbauteil angeschlossenen Antenne. Ein Beispiel
für einen solchen Transponder offenbart die
DE 102 43 441 B4 . Die Befestigung
des Transponders an der Reifeninnenseite erfolgt hier durch einen
die Transponderoberseite abdeckenden Flicken, dessen Ränder
an die Reifeninnenseite angeklebt oder anvulkanisiert sind.
-
Die
DE 103 25 423 A1 beschreibt
einen in ein Substrat eingebetteten Transponder, welcher an einen
mit der Reifeninnenseite fest verbundenen Materialstreifen eingeknöpft
wird, wozu der Transponder mit einem Halteknopf versehen ist. Auf
diese Weise entsteht eine lösbare Verbindung des Elektronikmoduls
mit dem Fahrzeugluftreifen.
-
Im
Bedarfsfalle kann durch Lösen des Materialstreifens vom
Halteknopf der Transponder auf einfachste Weise ausgetauscht werden.
-
Ähnliche
Lösungen sind aus der
DE 10 2005 027 104 A1 , der
DE 10 2005 024 256 A1 und
der
US 2006 201
241 A1 bekannt, welche jeweils Halterungen für
Transponder beschreiben, die aus einem einzigen Materialstreifen
bestehen, dessen Enden mittelbar oder unmittelbar an der Reifeninnenseite
befestigt sind. Die Elektronikmodule werden unter den Haltestreifen
geschoben, welcher zur Aufnahme des Elektronikmoduls und zu seiner
Halterung eine Lasche oder Schlaufe bildet. Eine Lagefixierung des Elektronikmoduls
erfolgt durch einen Halteknopf des Elektronikmoduls, welcher in
ein Loch oder in einen Schlitz des Haltestreifens eingreift.
-
Auch
wenn sich die oben beschriebenen Lösungen in der Praxis
weitgehend bewährt haben, besteht noch Bedarf an weiteren
Verbesserungen. Die relativ empfindlichen elektronischen Bauteile
des Elektronikmoduls sind nämlich im Betrieb des Fahrzeugluftreifens
extremen Bedingungen hinsichtlich Vibrationen, Fliehkräften,
Stößen, Querbeschleunigungskräften, Verformungen
des Reifens beim Ein- und Auslaufen in bzw. aus dem Latsch und weiteren mechanischen
Belastungen ausgesetzt. Diese Belastungen können zu Beschädigungen
und damit zum Ausfall der elektronischen Bauteile des Elektronikmoduls
führen.
-
Ebenso
ist auch der Haltestreifen im Betrieb des Fahrzeugluftreifens erheblichen
Belastungen ausgesetzt. Bei technischen Lösungen, bei denen ein
Pin oder Haltestift durch ein Loch im Haltestreifen geführt
ist, führen insbesondere Vibrationen dazu, dass das Loch
aufweitet und damit seine Funktion verliert. Die Lochung an sich
ist ebenfalls insofern problematisch, als dass durch die Lochung
Verstärkungsfäden, welche in den Haltestreifen
eingebettet sind, zerstört werden und damit teilweise ihre
Funktion einbüßen.
-
Auch
die Befestigung der Enden des Haltestreifens bereitet bislang Probleme.
Es hat sich gezeigt, dass nach längerem Gebrauch die Enden
des Haltestreifens dazu neigen, sich von ihrem Untergrund zu lösen,
so dass eine Funktionssicherheit nicht unter allen Betriebsbedingungen
und über die Nutzungsdauer des Reifens gewährleistet
ist.
-
Der
Erfindung liegt daher die Aufgabe zu Grunde, diesbezüglich
Abhilfe zu schaffen und einen Fahrzeugluftreifen mit einem Elektronikmodul
der eingangs genannten Art zu gestalten, dessen Elektronikmodul
dauerhaft mit dem Fahrzeugluftreifen verbunden ist.
-
Gelöst
wird die gestellte Aufgabe erfindungsgemäß dadurch,
dass das Elektronikmodul durch zumindest zwei kreuzweise angeordnete
Haltestreifen lösbar und formschlüssig mit dem
Fahrzeugreifen verbunden ist.
-
Hierdurch
lassen sich eine Reihe von überraschenden Effekten erzielen.
Insbesondere kann ein zentrales Loch entfallen, da die sich kreuzenden
Haltestreifen um beispielsweise einen Haltestift oder Pin so geführt
werden können, dass die Haltestreifen den Pin als Lager
nutzen bzw. gegen den Pin gespannt sind, ohne dass eine Lochung
der Haltestreifen notwendig wäre. Eine weitere Möglichkeit
besteht darin, wenigstens einen Haltestreifen als Verstärkungsstreifen
einzusetzen, der dann nicht das Elektronikmodul spannt, sondern
als Lagesicherung für den wenigstens einen Haltestreifen
verwendet wird. Dabei ist es auch möglich, mehrere Haltestreifen
kreuzend über das Gehäuse des Elektronikmoduls
zu führen und weitere, als Verstärkungsstreifen
dienende Haltestreifen zur Lagesicherung der freien Enden der eigentlichen
Haltestreifen einzusetzen.
-
In
einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung kann vorgesehen
sein, dass die Haltestreifen auf einem Flicken befestigt sind, wobei
der Flicken mit der Reifeninnenseite verbunden ist.
-
In
einer Weiterbildung dieser Ausgestaltung kann vorgesehen sein, dass
freie Enden der Haltestreifen unlösbar mit dem Fahrzeugluftreifen
oder mit dem Flicken verbunden sind.
-
In
einer anderen praktischen Ausgestaltung der Erfindung kann vorgesehen
sein, dass der Kreuzungspunkt der sich kreuzenden Haltestreifen über dem
Gehäuse angeordnet ist. Weiterhin ist bevorzugt vorgesehen,
dass der Kreuzungswinkel der Haltestreifen kleiner als 90° ist
und bevorzugt zwischen 20° und 70° liegt.
-
Diese
Ausgestaltung lässt sich noch dadurch ergänzen,
dass das Gehäuse eine zentrale Erhebung aufweist, in welche
Nuten eingelassen sind, wobei die Breite der Nuten und ihr Winkel
zueinander der Breite und dem Winkel der Haltestreifen zueinander
entspricht. Die zentrale Erhebung ist quer zu ihrer Längserstreckung
bevorzugt abgeflacht oder angeschrägt ausgebildet, um ein
Einschieben des Elektronikmoduls zu erleichtern.
-
Alternativ
dazu kann vorgesehen sein, dass das Gehäuse einen zentralen
Pin aufweist, um welchen die Haltestreifen zweifach kreuzend geführt
und gespannt sind.
-
In
einer besonders bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen,
dass die Haltestreifen als Schnüre ausgebildet sind, deren
Enden jeweils auf den gegenüberliegenden Seite oder auf der
gleichen Seite des Flickens befestigt sind.
-
Eine
andere, ebenfalls besonders vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung
sieht vor, dass die Haltestreifen als Schnüre ausgebildet
sind, deren Enden jeweils im rechten Winkel zueinander am Flicken befestigt
sind.
-
In
einer weiteren praktischen Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen,
dass die Haltestreifen aus einem gummielastischen Material bestehen
und mit Verstärkungsfäden armiert sind.
-
Schließlich
kann noch vorgesehen sein, dass die Enden der Haltestreifen durch
wenigstens einen Verstärkungsstreifen abgedeckt sind, wobei der
Verstärkungsstreifen mit dem Fahrzeugluftreifen oder mit
dem Flicken verbunden ist.
-
Weitere
Merkmale, Vorteile und Einzelheiten der Erfindung werden anhand
der Zeichnung, die schematisch Ausführungsbeispiele der
Erfindung darstellt, näher beschrieben. Dabei zeigen
-
1 schematisch
eine perspektivische Teilansicht eines ersten Ausführungsbeispiels
eines erfindungsgemäßen Fahrzeugluftreifens mit
Elektronikmodul,
-
2 schematisch
eine Teilansicht in Aufsicht eines zweiten Ausführungsbeispiels
eines erfindungsgemäßen Fahrzeugluftreifens mit
Elektronikmodul,
-
3 das
Elektronikmodul aus 2 in perspektivischer Ansicht,
-
4 eine
perspektivische Teilansicht eines dritten Ausführungsbeispiels
eines erfindungsgemäßen Fahrzeugluftreifens mit
Elektronikmodul,
-
5 eine
perspektivische Teilansicht eines vierten Ausführungsbeispiels
eines erfindungsgemäßen Fahrzeugluftreifens mit
Elektronikmodul,
-
6 eine
perspektivische Teilansicht eines fünften Ausführungsbeispiels
eines erfindungsgemäßen Fahrzeugluftreifens mit
Elektronikmodul, und
-
7 schematisch
eine Teilansicht in Draufsicht eines sechsten Ausführungsbeispiels
eines erfindungsgemäßen Fahrzeugluftreifens mit
Elektronikmodul.
-
In 1 ist
demnach schematisch ein in Teilansicht angedeuteter Fahrzeugluftreifen 1 in
perspektivischer Ansicht dargestellt. Der Fahrzeugluftreifen 1 weist
in an sich bekannter Weise die üblichen weiteren Bauteile
eines Fahrzeugluftreifens 1 insbesondere in radialer Bauweise
auf, also einen zwei Seitenwände 2 verbindenden
Laufstreifen 3 mit darin eingebetteter Verstärkungslage 4 aus
Stahlcorden, sich an die Seitenwände 2 nach radial
innen anschließenden Reifenwülsten 5,
eine Karkasse usw. Der Fahrzeugluftreifen 1 kann ein für
Personenkraftwagen geeigneter Fahrzeugluftreifen 1, aber
auch einer solcher sein, wie er für mittlere oder schwere Lastkraftwagen
oder andere Nutzfahrzeuge verwendet wird. Entsprechend kann die
Art des Karkassenmaterials, die Anzahl der Verstärkungslagen 4 im Laufstreifen 3 oder
zusätzliche Bauteile, wie Bandagen, den jeweiligen Anforderungen
entsprechend eingebaut bzw. gewählt werden.
-
Auf
einer Reifeninnenseite 6 des Fahrzeugluftreifens 1 ist
ein Elektronikmodul 7 angeordnet. Die Reifeninnenseite 6 des
Fahrzeugluftreifens 1 begrenzt axial und nach radial außen
den gasgefüllten Druckraum des Fahrzeugluftreifens 1.
Um eine Luftdichtheit des Fahrzeugluftreifens 1 zu gewährleisten, besteht
die auch als Innerliner bezeichnete Reifeninnenseite 6 des
Fahrzeuglustreifens 1 aus Butylkautschuk oder aus einem
anderen luftundurchlässigen Gummimaterial.
-
Das
Elektronikmodul 7 ist ein separates Bauteil, welches nach
Fertigstellung des Fahrzeugluftreifens 1 an die Reifeninnenseite 6 des
Fahrzeugluftreifens 1 angebracht wird. Das Elektronikmodul 7 weist ein
Gehäuse 8 für nicht näher dargestellte
elektronische Bauteile, wie Antennen, Sensoren, Transponder und
Akkumulatoren auf. Diese elektronischen Bauteile dienen wie eingangs
erwähnt je nach Anwendungsfall der Erfassung des Luftdrucks
im Reifen, der Reifenidentifikation, der Drehzahlerfassung, der
Erfassung des Reifenschlupfs oder anderen Zwecken. Die in der Regel
empfindlichen elektronischen Bauteile sind im Betrieb des Fahrzeugluftreifens 1 extremen
Bedingungen ausgesetzt, insbesondere hohen Fliehkräften,
Vibrationen und Querkräften. Um diese elektronischen Bauteile
vor diesen die Lebensdauer negativ beeinflussenden Kräften
zu schützen, besteht das Gehäuse 8 aus
einem thermoplastischen Kunststoff oder aus einem anderen Material,
welches geeignet ist, die elektronischen Bauteile vor mechanischen
Beanspruchungen zu schützen.
-
Das
Elektronikmodul 7 gemäß 1 ist
direkt und ohne Zwischenschicht auf der Reifeninnenseite 6 angeordnet.
An der Reifeninnenseite 6 ist das Elektronikmodul 7 durch
zwei Haltestreifen 9 und 10 gehalten, welche kreuzweise
zueinander angeordnet sind, und zwar so, dass sie ein Andreaskreuz
bilden, wobei der Kreuzungswinkel der Haltestreifen 9, 10 kleiner
als 90° ist. Der Schnittpunkt beider Haltstreifen 9, 10 liegt
in der Mitte des Gehäuses 8. Die jeweiligen Enden 11, 12 und 13, 14 der
Haltestreifen 9, 10 sind an der Reifeninnenseite 6 befestigt,
und zwar durch ein Klebemittel oder durch Anvulkanisieren. Um die
Verbindung der Enden 11 bis 14 mit der Reifeninnenseite 6 zu
verbessern, sind Verstärkungsstreifen 15, 16 über
die Enden 11 bis 14 gelegt und mit der Reifeninnenseite 6 verbunden,
und zwar ebenfalls durch eine Klebeverbindung oder durch Anvulkanisieren.
-
Die
Haltestreifen 9, 10 und die Verstärkungsstreifen 15, 16 bestehen
aus streifenförmigen Gummimaterial, in welches Verstärkungsfäden 17 eingebettet
sind. In den 1 bis 7 sind die
Haltestreifen 9, 10 und die Verstärkungsstreifen 15, 16 jeweils nur
durch die parallel zueinander angeordneten Verstärkungsfäden 17 dargestellt.
Als Verstärkungsfäden kommen übliche,
aus dem Fahrzeugluftreifenbau bekannte Cordmaterialien zur Anwendung,
wie etwa Fäden oder Filamente aus Rayon, Nylon, Aramid
oder andere textile Materialien.
-
Die
Haltstreifen 9, 10 und die Verstärkungsstreifen 15, 16 können
während des Herstellungsprozesses des Fahrzeugluftreifens 1 an
diesen angeformt werden. Um ein Verkleben der Haltestreifen 9, 10 und
der Verstärkungsstreifen 15, 16 mit der
Reifeninnenseite 6 zu verhindern, kann in den Raum zwischen
Reifeninnenseite 6 und den freien Unterseiten der Haltestreifen 9, 10 ein
Trennmittel eingelegt werden, beispielsweise in Form einer Teflonfolie.
Nach Fertigstellung des Fahrzeugluftreifens 1 wird das Trennmittel
entfernt sowie das Elektronikmodul 7 unter die Haltstreifen 9, 10 geschoben
und durch diese an der Reifeninnenseite 6 festgelegt. Zum
Entfernen des Elektronikmoduls 7 werden die Haltestreifen 9, 10 angehoben
und das Elektronikmodul seitlich heraus gezogen.
-
In
den 2 und 3 ist ein zweites Ausführungsbeispiel
des erfindungsgemäßen Elektronikmoduls 7 dargestellt,
dass weitgehend dem in 1 dargestellten Elektronikmodul 7 entspricht
und für gleiche Bauteile gleiche Bezugsziffern verwendet. Bei
diesem zweiten Ausführungsbeispiel ist das Gehäuse 8 nicht
direkt auf der Reifeninnenseite 6, sondern auf einem Flicken 18 oder
Patch angeordnet. Der Flicken 18 besteht aus einem Gummimaterial und
kann auf die Reifeninnenseite 6 aufgeklebt oder aufvulkanisiert
werden. Auf dem Flicken 18 sind die Haltstreifen 9, 10 mit
ihren Enden 11 bis 14 und die Verstärkungsstreifen 15, 16 befestigt.
-
Um
ein Verrutschen des Elektronikmoduls 7 zu verhindern, weist
das Gehäuse 8 des Elektronikmoduls 7 zumindest
eine zentrale Erhebung 19 auf, in welche Nuten 20, 21 eingelassen
sind. Die Breite der Nuten 20, 21 und ihr Winkel
zueinander entspricht dabei der Breite und dem Winkel der Haltestreifen 9, 10.
-
In
den 4 bis 6 sind drei weiteren Ausführungsbeispiele
eines Elektronikmoduls 7 dargestellt, dessen Gehäuse 8 jeweils
einen zentralen Haltedorn oder Pin 22 aufweist, welcher
jeweils als Lager und Umlenkpunkt für die Haltstreifen 9, 10 dient,
wobei die Haltestreifen 9, 10 der Ausführungsbeispiele
gemäß den 4 bis 6 jeweils
als gummielastische Schnüre 23, 24 ausgebildet
sind, welche ebenfalls mit nicht dargestellten Verstärkungsfäden
armiert sind. Die Schnüre 23, 24 sind
im unbenutzten Zustand ohne Spannung und werden erst beim Befestigungsvorgang
gespannt. Der Pin 22 kann eine Umfangs-Nut aufweisen, um
ein Einrasten der Schnüre 23, 24 zu ermöglichen.
Da bei dieser Lösung prinzipbedingt die Schnüre 23, 24 im
unbenutzten Zustand ohne Spannung sind, müssen sie eine gewisse
Elastizität aufweisen, um sie um den Pin 22 spannen
zu können.
-
Bei
dem in 4 dargestellten dritten Ausführungsbeispiel
eines erfindungsgemäßen Elektronikmoduls 7 eines
Fahrzeugluftreifens 1 sind die Schnüre 23 und 24 mit
ihren jeweiligen Enden 11, 12 beziehungsweise 13, 14 an
gegenüberliegenden Enden des Flickens 18 befestigt.
Die Enden 11 bis 14 sind durch Verstärkungsstreifen 15, 16 abdeckt
und zusätzlich am Flicken 18 befestigt. Im Bereich
des Pins 22 kreuzen sich die Schnüre 23, 24 zweimal,
so dass sie den Pin 22 umgreifen bzw. umschlingen.
-
Bei
dem in 5 dargestellten vierten Ausführungsbeispiel
eines erfindungsgemäßen Elektronikmoduls 7 eines
Fahrzeugluftreifens 1 sind die Schnüre 23 und 24 mit
ihren jeweiligen Enden 11, 12 beziehungsweise 13, 14 an
jeweils einer parallel zu den Verstärkungsstreifen 15, 16 verlaufenden
Kante des Flickens 18 befestigt. Die Enden 11 bis 14 sind durch
die Verstärkungsstreifen 15, 16 abdeckt
und zusätzlich am Flicken 18 befestigt. Im Bereich
des Pins 22 kreuzen sich die Schnüre 23, 24 ebenfalls zweimal,
so dass sie den Pin 22 umgreifen bzw. umschlingen. Der
Unterschied zum Ausführungs beispiel gemäß 4 besteht
also darin, dass die freien Enden 11, 12 bzw. 13, 14 der
Schnüre 23, 24 durch jeweils einen gemeinsamen
Verstärkungsstreifen 15 bzw. 16 abgedeckt
sind.
-
In 6 ist
ein fünftes Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen
Elektronikmoduls 7 eines Fahrzeugluftreifens 1 dargestellt,
dass weitgehend den in den 4 und 5 dargestellten
Elektronikmodulen 7 entspricht und ebenfalls ein Gehäuse 8 mit
einem Pin 22 aufweist, um den Schnüre gespannt sind,
von denen in 6 zur besseren Erkennbarkeit nur
eine Schnur 23 dargestellt ist. Die Enden 11 und 12 der
Schnur 23 sind im Wesentlichen in einem rechten Winkel
zueinander am Flicken 18 befestigt. Die zweite, nicht dargestellte
Schnur ist ebenfalls mit ihren beiden Enden in einem rechten Winkel
am Flicken 18 befestigt. Werden beide Schnüre
um den Pin 22 gespannt, entsteht ein Kreuzverband, der
das Elektronikmodul 7 sicher am Flicken 18 bzw.
am Fahrzeugluftreifen 1 hält.
-
In 7 ist
ein sechstes Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen
Elektronikmoduls 7 eines Fahrzeugluftreifens 1 dargestellt.
Bei diesem ist nur ein einziger Haltestreifen 25 mit seinen
beiden Enden 26 und 27 am Flicken 18 befestigt.
Ein zentrales Loch 28 dient dazu, den Haltestreifen 25 mit
dem Pin 22 des Gehäuses 8 zu verbinden.
Verstärkungsstreifen 29 und 30 sind über
den Enden 26, 27 des Haltestreifens 25 angeordnet
und sichern den Haltestreifen 25 am Flicken 18.
-
Während
der Konfektion des Flickens 18 werden in den Randbereichen
des Haltestreifens 25 die Verstärkungsstreifen 29, 30 bevorzugt
in einem Winkel von 90° zum Haltestreifen 25 über
diesen Haltestreifen 25 gelegt, um so die Fläche
zu vergrößern die im Einsatz im Reifen extrem
belastet wird. Dadurch wird die Spannung in den Randbereichen des Haltestreifens 25 herabgesetzt
und die Haltbarkeit der gesamten Befestigung erhöht. Das
Material der Verstärkungsstreifen 29, 30 kann
aus dem gleichen, aber auch aus einem anderen Material bestehen
wie das der Haltestreifen 25. Bevorzugt wird hierzu ein Reinforcementmaterial
benutzt, wie es aus dem Reifenbau bekannt ist.
-
Für
den Fall das der Haltestreifen 25 als Schlaufe ausgelegt
ist, kann der zusätzliche Verstärkungsstreifen 29, 30 jeweils
anstatt über dem kompletten Haltestreifen 25 auch
zwischen die beiden Lagen der Schlaufe eingelegt sein. Durch diese
Ausgestaltung wird die Rissanfälligkeit die sich in den Randbereichen
des Haltestreifens 25 im Einsatz gezeigt hat verringert
und dadurch die Haltbarkeit der gesamten Befestigungslösung
erhöht.
-
- 1
- Fahrzeugluftreifen
- 2
- Seitenwand
- 3
- Laufstreifen
- 4
- Verstärkungslage
- 5
- Reifenwülste
- 6
- Reifeninnenseite
- 7
- Elektronikmodul
- 8
- Gehäuse
- 9
- Haltestreifen
- 10
- Haltestreifen
- 11
- Ende
- 12
- Ende
- 13
- Ende
- 14
- Ende
- 15
- Verstärkungsstreifen
- 16
- Verstärkungsstreifen
- 17
- Verstärkungsfäden
- 18
- Flicken
- 19
- Erhebung
- 20
- Nut
- 21
- Nut
- 22
- Pin
- 23
- Schnur
- 24
- Schnur
- 25
- Haltestreifen
- 26
- Ende
- 27
- Ende
- 28
- Loch
- 29
- Verstärkungsstreifen
- 30
- Verstärkungsstreifen
-
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
-
Diese Liste
der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert
erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information
des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen
Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt
keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
-
Zitierte Patentliteratur
-
- - DE 10243441
B4 [0002]
- - DE 10325423 A1 [0003]
- - DE 102005027104 A1 [0005]
- - DE 102005024256 A1 [0005]
- - US 2006201241 A1 [0005]