DE102017203409A1 - Fahrzeugreifen mit einem Reifensensor - Google Patents

Abstract

Um ein Fahrzeugreifen bereitzustellen, bei dem die Erfassung von Messdaten an Reifenbauteilen verbessert wird, wird vorgeschlagen, dass mindestens ein Reifensensor (1, 2) im Fahrzeugreifen zwischen einzelnen Reifenbauteilen (9, 10) angeordnet ist und der Reifensensor (1, 2) mindestens eine elektrisch leitende Verbindungsleitung (3, 4) zu einem zentralen Reifenmodul (13) umfasst, wobei die elektrisch leitende Verbindungsleitung (3, 4) in Form von Mäandern zwischen den Reifenbauteilen (9, 10) angeordnet ist, um mechanische Spannungen und Dehnungen im Fahrzeugreifen auszugleichen.

Description

• Die Erfindung betrifft ein Fahrzeugreifen mit einem Reifensensor.
• Reifenmodule werden im Reifen für verschiedene Aufgaben eingesetzt. Hierzu zählen insbesondere eine Luftdrucküberwachung, eine Temperaturmessung oder die Messung von mechanischen Spannungszuständen im Reifen. Moderne Reifenmodule umfassen ein Elektronikmodul, in dem Sensorelemente und andere elektronische Bauteile angeordnet sind. Ein Beispiel für ein solches Reifenmodul offenbart die DE 102 43 441 A1 .
• Mit Reifenmodulen, die auf der Innenseite von Fahrzeugluftreifen angeordnet sind, lassen sich im Allgemeinen keine mechanischen Spannungen oder Temperaturen zwischen Reifenbauteilen erfassen.
• Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Fahrzeugreifen bereitzustellen, bei dem die Erfassung von Messdaten an Reifenbauteilen verbessert wird.
• Gelöst wird die Aufgabe gemäß den kennzeichnenden Merkmalen von Anspruch 1 dadurch, dass
  mindestens ein Reifensensor im Fahrzeugreifen zwischen einzelnen Reifenbauteilen angeordnet ist und der Reifensensor mindestens eine elektrisch leitende Verbindungsleitung zu einem zentralen Reifenmodul umfasst,
  wobei die elektrisch leitende Verbindungsleitung in Form von Mäandern zwischen den Reifenbauteilen angeordnet ist, um mechanische Spannungen und Dehnungen im Fahrzeugreifen auszugleichen.
• Ein Vorteil der Erfindung ist insbesondere darin zu sehen, dass die Anordnung von Reifensensoren im Fahrzeugreifen vereinfacht und verbessert wird. Der Reifensensor und die zugehörigen elektrischen Verbindungsleitungen werden im Wesentlichen einstückig zwischen einzelnen Reifenbauteilen des Fahrzeugreifens angeordnet. Dadurch lassen sich die Reifensensoren mit den Verbindungsleitungen auf einfache Weise in den Bauprozeß für die Reifenherstellung integrieren. Der Reifensensor mit den Verbindungsleitungen wird beispielsweise zwischen einzelnen Schritten beim Auflegen von Reifenbauteilen auf eine Reifenbautrommel appliziert. Außerdem werden die Verbindungsleitungen in Form von Mäandern zwischen den Reifenbauteilen angeordnet. Durch diese mäanderförmige Anordnung der Verbindungsleitungen wird die Dauerhaltbarkeit des Reifensensors und der Verbindungsleitungen wesentlich verbessert. Beim Einsatz von Reifensensoren zwischen Reifenbauteilen sind die Sensoren und zugehörigen Verbindungsleitungen hohen mechanischen Beanspruchungen ausgesetzt.
• In einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass der Reifensensor mit der Verbindungsleitung auf einer flexiblen Leiterplatte angeordnet ist. Dadurch läßt sich der Reifensensor mit den Verbindungsleitungen einfacher in den Bauprozeß für die Reifenherstellung integrieren. Die Leiterplatte mit dem Reifensensor und den Verbindungsleitungen wird vorkonfektioniert und beispielsweise direkt nach dem Aufbringen des Reifengürtels auf der Gürteltrommel an einer entsprechenden Position aufgelegt.
• In einer weiteren vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass die flexible Leiterplatte in der Aufsicht mäanderförmig ausgeführt ist. Dadurch wird die Dauerhaltbarkeit bzw. Dauerfestigkeit der Verbindungsleitungen gesteigert.
• In einer weiteren vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass die flexible Leiterplatte auf einem elastischen Trägermaterial aus einer dünnen Gummischicht angeordnet ist. Dadurch läßt sich die Leiterplatte mit dem Reifensensor einfacher auf ein Reifenbauteil anordnen.
• In einer weiteren vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass die Verbindungsleitung im Fahrzeugreifen um Bauteilkanten von Reifenbauteilen herum geführt wird.
• In einer weiteren vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass die Verbindungsleitung im Fahrzeugreifen um eine Gürtelkante des Reifengürtels herum geführt wird. Dadurch läßt sich z. B. mit dem Reifensensor die Temperatur zwischen zwei Gürtellagen messen.
• In einer weiteren vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass eine Vielzahl von Reifensensoren und einzelnen Verbindungsleitungen zu einem Bauteil zusammengefasst sind,
  wobei die Verbindungsleitungen in Form eines Kabelbaumes zusammen gefasst sind. Dadurch lassen sich die Reifensensoren und die einzelnen Verbindungsleitungen einfacher vorkonfektionieren, um sie später im Bauprozeß für die Reifenherstellung integrieren zu können.
• In einer weiteren vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass die Verbindungsleitungen aus dünnen Metalldrähten und/ oder einem Drahtgeflecht und/oder einem leitfähigen Gummi bestehen. Metalldrähte besitzen gegenüber Leitungen aus Gummi eine hohe Dauerfestigkeit.
• In einer weiteren vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass das Ende der Verbindungsleitung über eine Steckverbindung mit dem zentralen Reifenmodul verbunden ist. Dadurch läßt sich das Reifenmodul einfach an die Verbindungsleitung anschließen.
• In einer weiteren vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass der Reifensensor mit den Verbindungsleitungen als separates Bauteil vorkonfektioniert wird und als vorkonfektioniertes Bauteil bei der Reifenherstellung zwischen einzelnen Reifenbauteilen angeordnet wird. Dadurch wird die Prozeßgeschwindigkeit bei der Herstellung von Reifen mit Sensoren nicht wesentlich beeinträchtigt.
• In einer weiteren vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass die Reifensensoren über eine Lötverbindung, eine Laserschweißverbindung, eine Widerstandschweißverbindung, eine Ultraschallschweißverbindung, eine Crimpverbindung oder durch das Einbetten eines leitfähigen Metallgewebes in ein leitfähiges Gummi mit der Verbindungsleitung verbunden ist. Durch diese Art der Verbindung wird eine dauerfeste Verbindung zwischen dem Reifensensor und den Verbindungsleitungen geschaffen.
• In einer weiteren vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass das Reifenmodul auf der Reifeninnenseite angeordnet ist. Dadurch kann über einen Drucksensor ebenfalls der Reifendruck auf einfache Weise überwacht werden.
• Anhand mehrerer Ausführungsbeispiele soll die Erfindung näher erläutert werden. Es zeigen:
• 1: ein erstes Ausführungsbeispiel mit dem Reifensensor
• 2: ein weiteres Ausführungsbeispiel mit dem Reifensensor und den Verbindungsleitungen in Form eines Kabelbaumes
• 3: eine schematische Darstellung eines Reifenabschnittes in einer Querschnitt-Ansicht.
• Die 1 zeigt ein Ausführungsbeispiel.
• Der erste und zweite Reifensensor 1 und 2 mit der ersten und zweiten elektrisch leitfähigen Verbindungsleitung 3 und 4 sind auf einer flexiblen Leiterplatte 5 angeordnet. Die Verbindungsleitungen 3 und 4 sowie die Leiterplatte 5, die aus einem Kunstoff besteht, haben in der Aufsicht eine mäanderartige Form. Die flexible Leiterplatte 5 ist mit den Verbindungsleitungen und den Reifensensoren auf einem Trägermaterial 7 aus einer dünnen Gummimischung angeordnet. Das dargestellte vorkonfektionierte Bauteil mit den Reifensensoren, den Verbindungsleitungen, der Leiterplatte und dem Trägermaterial 7 wird vorkonfektioniert. Beim Bauprozeß für die Reifenherstellung wird das vorkonfektionierte Bauteil beispielsweise auf ein Reifenbauteil aufdubliert. Als Reifenbauteil kommt z. B. eine Gürtellage oder eine Karkasslage in Betracht. Die Reifensensoren 1 und 2 werden z. B. über eine Lötverbindung mit den dargestellten Verbindungsleitungen verbunden. Am Ende der Verbindungsleitungen 3 und 4 ist eine Steckverbindung 6 angeordnet, die später beispielsweise mit einem zentralen Reifenmodul verbunden wird. Die Verbindungsleitungen 3 und 4 bestehen vorzugsweise aus einzelnen Metalldrähten oder einem Drahtgeflecht.
• Die 2 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel, bei dem die einzelnen Verbindungsleitungen in Form eines Kabelbaums 8 zusammengefaßt sind. Die beiden dargestellten Verbindungsleitungen sind jeweils mit einem ersten Sensor 1 und einem zweiten Sensor 2 verbunden. Der Kabelbaum 8 mit den beiden Reifensensoren 1 und 2 wird vorkonfektioniert und auf einem Trägermaterial 7 aus einer dünnen Gummimischung angeordnet. Am hinteren Ende der Verbindungsleitung ist eine Steckverbindung 6 angeordnet, mit der eine Verbindung mit einem zentralen Reifenmodul hergestellt wird. Das vorkonfekionierte Bauteil mit dem Kabelbaum und den beiden Reifensensoren 1 und 2 sowie dem Trägermaterial 7 wird bei der Reifenherstellung auf ein Reifenbauteil aufdoubliert. Durch die Anordnung der Verbindungleitungen in Form von Mäandern wird die Dauerfestigkeit wesentlich erhöht.
• Die 3 zeigt schematisch einen Reifenabschnitt in einer Querschnittansicht. Die beiden Reifensensoren 1 und 2 sind zwischen der ersten Gürtellage 9 und zweiten Gürtellage 10 angeordnet. Bei dem ersten Reifensensor 1 könnte es sich beispielsweise um einen Temperatursensor handeln, der die Temperatur in der Mitte zwischen beiden Gürtellagen mißt. Der zweite Reifensensor ist im Bereich der Gürtelkanten angeordnet und erfaßt in diesem Bauteilbereich des Reifens die Temperatur. Ein zu hoher Temperaturanstieg im Bereich der Gürtelkanten führt regelmäßig zu einem Ausfall des Fahrzeugreifens. Die Verbindungsleitung 3 verbindet den ersten Reifensensor 1 über das Steckelement 6 mit dem zentralen Reifenmodul 13 und ist um die Bauteilkante des zweiten Reifengürtels 10 herumgeführt. Das zentrale Reifenmodul 13 wird über eine Steckverbindung 14 mit der Steckverbindung 6 der Verbindungsleitung 3 verbunden. Das zentrale Reifenmodul umfaßt eine zentrale Empfangs- und Sendeeinheit, mit der die gemessenen Sensordaten zu einer Empfangseinheit im Fahrzeug weitergeleitet wird. Die Verbindungsleitung 3 ist auf einer nicht dargestellten flexiblen Leiterplatte angeordnet, die wiederum an einer nicht dargestellten Trägermaterialschicht aus Gummi anliegt, wie sie in der 1 und 2 dargestellt ist.
• Bezugszeichenliste
• (ist Teil der Beschreibung)

1

Erster Reifensensor

2

Zweiter Reifensensor

3

Erste elektrisch leitfähige Verbindungsleitung

4

zweite elektrisch leitfähige Verbindungsleitung

5

Leiterplatte

6

Steckverbindung zum zentralen Reifenmodul

7

Trägermaterial aus dünner Gummimischung

8

Kabelbaum mit zwei Verbindungsleitungen

9

Erste Gürtellage

10

Zweite Gürtellage

11

Karkasslage

12

Reifeninnenseele

13

Zentrales Reifenmodul

14

Steckverbindung zum Reifenmodul

• 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 A1 [0002]

Claims (12)

1. Fahrzeugreifen mit einem Reifensensor (1, 2), wobei der Fahrzeugreifen zumindestens einen Laufstreifen, Seitenwände, eine Reifeninnenseite (12), eine Karkasslage (11) mit parallel zueinander ausgerichteten Festigkeitsträgern und eine Gürtelllage (9, 10) mit parallel zueinander ausgerichteten Festigkeitsträgern aufweist, wobei mindestens ein Reifensensor im Fahrzeugreifen angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens ein Reifensensor (1, 2) im Fahrzeugreifen zwischen einzelnen Reifenbauteilen (9, 10) angeordnet ist und der Reifensensor (1, 2) mindestens eine elektrisch leitende Verbindungsleitung (3, 4) zu einem zentralen Reifenmodul (13) umfasst, wobei die elektrisch leitende Verbindungsleitung (3, 4) in Form von Mäandern zwischen den Reifenbauteilen (9, 10) angeordnet ist, um mechanische Spannungen und Dehnungen im Fahrzeugreifen auszugleichen.
2. Fahrzeugreifen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Reifensensor (1, 2) mit der Verbindungsleitung (3, 4) auf einer flexiblen Leiterplatte (5) angeordnet ist.
3. Fahrzeugreifen nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die flexible Leiterplatte (5) in der Aufsicht mäanderförmig ausgeführt ist.
4. Fahrzeugreifen nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die flexible Leiterplatte (5) auf einem elastischen Trägermaterial (7) aus einer dünnen Gummischicht angeordnet ist.
5. Fahrzeugreifen nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Verbindungsleitung (3, 4) im Fahrzeugreifen um Bauteilkanten von Reifenbauteilen (9, 10) herum geführt wird.
6. Fahrzeugreifen nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Verbindungsleitung (3, 4) im Fahrzeugreifen um eine Gürtelkante des Reifengürtels (9, 10) herum geführt wird.
7. Fahrzeugreifen nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Vielzahl von Reifensensoren (1, 2) und einzelnen Verbindungsleitungen zu einem Bauteil zusammengefasst sind, wobei die Verbindungsleitungen in Form eines Kabelbaumes (8) zusammen gefasst sind.
8. Fahrzeugreifen nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Verbindungsleitungen (3, 4) aus dünnen Metalldrähten und/ oder einem Drahtgeflecht bestehen.
9. Fahrzeugreifen nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Verbindungsleitungen (3, 4) aus leitfähigem Gummi bestehen
10. Fahrzeugreifen nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Ende der Verbindungsleitung (3, 4) über eine Steckverbindung (6) mit dem zentralen Reifenmodul (10) verbunden ist.
11. Fahrzeugreifen nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Reifensensor (1, 2) mit den Verbindungsleitungen (3, 4) als separates Bauteil vorkonfektioniert wird und als vorkonfektioniertes Bauteil bei der Reifenherstellung zwischen einzelnen Reifenbauteilen (9, 10) angeordnet wird.
12. Fahrzeugreifen nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Reifensensoren (1, 2) über eine Lötverbindung, eine Laserschweißverbindung, eine Widerstandschweißverbindung, eine Ultraschallschweißverbindung, eine Crimpverbindung oder durch das Einbetten eines leitfähigen Metallgewebes in ein leitfähiges Gummi mit der Verbindungsleitung (3, 4) verbunden ist.

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