DE102018203373A1

DE102018203373A1 - Fahrzeugreifen

Info

Publication number: DE102018203373A1
Application number: DE102018203373.0A
Authority: DE
Inventors: Martin Kurz; Christoph Berger; Joachim Busche; Matthias Strzelczyk
Original assignee: Continental Reifen Deutschland GmbH
Current assignee: Continental Reifen Deutschland GmbH
Priority date: 2018-03-07
Filing date: 2018-03-07
Publication date: 2019-09-12

Abstract

Um ein Fahrzeugreifen bereitzustellen, mit dem Fahrzeugreifen mit Reifensensoren verbessert werden können, wird vorgeschlagen, dass
in mindesteins einem Profilblock (4) des Laufstreifens (13) ein Reifensensor (6) angeordnet ist,
wobei der Reifensensor (6) ein stiftförmiges Einbettungsmaterial (5) mit mindestens einem Transponder (1) mit mindestens einer angebundenen Leiterschleifen (18) umfasst,
wobei bei einem Profilabrieb des Fahrzeugreifens die Leiterschleife (18) durchtrennt wird und
über eine Signal-Auswertung der Profilabrieb bestimmt werden kann.

Description

Die Erfindung betrifft einen Fahrzeugreifen.
Es ist bekannt, bei Fahrzeugreifen eine Reifendrucküberwachung einzusetzen, um einen Druckverlust sicher zu detektieren.
Außerdem gibt es unterschiedliche Ansätze, die Profiltiefe eines Fahrzeugreifens mit einem Reifensensor zu ermitteln. Die meisten bisherigen Konzepte wurden jedoch nicht umgesetzt, da sie unterschiedliche Nachteile besitzen. Einer der Nachteile besteht insbesondere darin, dass viele Sensoren eine eigene Energieversorgung in Form einer Batterie benötigen.
Der Erfindung lag die Aufgabe zugrunde, einen Fahrzeugreifen bereitzustellen, mit dem Fahrzeugreifen mit Reifensensoren verbessert werden können.
Gelöst wird die Aufgabe durch den Oberbegriff und die kennzeichnenden Merkmale von Anspruch 1 dadurch, dass
in mindesteins einem Profilblock des Laufstreifens ein Reifensensor angeordnet ist, wobei der Reifensensor ein stiftförmiges Einbettungsmaterial mit mindestens einem Transponder mit mindestens einer angebundenen Leiterschleifen umfasst,
wobei bei einem Profilabrieb des Fahrzeugreifens die Leiterschleife durchtrennt wird und über eine Signal-Auswertung der Profilabrieb bestimmt werden kann.
Ein Vorteil der Erfindung ist insbesondere darin zu sehen, dass mit dem neuen Reifensensor der Profilabrieb im Fahrzeugreifen auf einfache Weise und automatisiert ermittelt werden kann.
Der Transponder und die diskreten Leiterschleifen sind in einem stiftförmigen Einbettungsmaterial angeordnet. Das stiftförmige Einbettungsmaterial mit den Transpondern lässt sich auf einfache Weise in bestimmten Bereichen des Laufstreifens anordnen. Außerdem lassen sich diese Form von Reifensensoren einfach vorkonfektionieren und können dann wie Reifenspikes in bestimmten Bereichen des Laufstreifens eingebracht werden. Der Transponder, bei dem es sich vorzugsweise um einen passiven Transponder handelt und der insbesondere einen RFID-Chip aufweist, kann außerdem auf einfache Weise mit entsprechenden Lesegeräten ausgelesen werden. Bei fortschreitenden Profilabrieb wird ebenfalls das stiftförmige Einbettungsmaterial mit den einzelnen über einander liegenden Leiterschleifen abgerieben. Wenn bei einer entsprechenden Abfrage das Durchtrennen der jeweils obersten Leiterschleife detektiert wird, lässt sich aus dieser Information der Profilabrieb beziehungsweise die Profilhöhe oder die Profiltiefe ermitteln. Ein weiterer wesentlicher Vorteil bei diesem Reifensensor besteht darin, dass der Reifensensor keine eigene Batterieversorgung benötigt und die Transpondersignale über eine Funkverbindung ausgelesen werden können.
In einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass eine Vielzahl von Leiterschleifen in Form einer Parallelschaltung mit dem Transponder verbunden sind. Dadurch lässt sich die Profilhöhe mit einer hohen Genauigkeit erfassen.
In einer weiteren vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass der jeweils zur Laufstreifenoberseite gerichtete obere Teil der Leiterschleifen im Wesentlichen parallel zur Laufstreifenoberseite ausgerichtet ist.
Dadurch läßt sich das Durchtrennen der Leiterschleife einfach und mit einer hohen Genauigkeit erfassen.
In einer weiteren vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass die Abstände der oberen Teile der Leiterschleifen jeweils zwischen 1 und 3 mm betragen. Dadurch läßt sich die Profilhöhe mit einer hohen Genauigkeit erfassen.
In einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass der Reifensensor in Form eines Zylinders ausgebildet ist, wobei die Höhenabmessung des Zylinders größer ist als der Durchmesser des Zylinders.
Durch diese Form lässt sich der Reifensensor einfach und mit einer hohen Festigkeit in bestimmten Bereichen des Laufstreifens anordnen.
In einer weiteren vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass der Durchmesser des Reifensensors zwischen 2 und 10 mm beträgt.
Dadurch lässt sich der Reifensensor mit dem Transponder einfach und mit einer hohen Robustheit in einen Profilblock des Laufstreifens einsetzen.
In einer weiteren vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass das Einbettungsmaterial aus einer Kunststoffvergussmasse besteht.
Dadurch lässt sich der Reifensensor einfach vorkonfektionieren. Ein weiterer Vorteil der Kunststoffvergussmasse besteht in einer hohen Kompatibilität zum Gummimaterial des Laufstreifens.
In einer weiteren vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass der Reifensensor mit dem Transponder nach der Reifenvulkanisation in den Laufstreifen eingebracht wird.
Dadurch wird gewährleistet, dass die Transponder nicht bei der Reifenvulkanisation beschädigt werden.
In einer weiteren vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass der Reifensensor mit einer Bespikungsvorrichtung in einen vorkonfektionierten Hohlraum im Laufstreifen eingebracht wird.
Dadurch lassen sich die Reifensensoren einfach und schnell in bestimmte Bereiche des Laufstreifens einsetzen.
In einer weiteren vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass der Reifensensor über einen Kraftschluss, einen Formschluss, eine Klebeverbindung und/ oder einen Haftvermittler im Laufstreifen gehalten wird.
Dadurch lassen sich die Reifensensoren mit den Transpondern mit einer hohen Festigkeit im Laufstreifen fixieren. Bei einer kraftschlüssigen Verbindung würde der Lochdurchmesser des Hohlraums im Laufstreifen geringer sein als der Außendurchmesser des Reifensensors.
In einer weiteren vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass der Transponder in Form einer flachen Tablette mit einer Materialdicke zwischen 1 und 5 mm, vorzugsweise zwischen 1 und 2 mm, ausgebildet ist.
Dadurch lässt sich die Profiltiefe mit einer relativ hohen Genauigkeit bestimmen.
In einer weiteren vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass der Transponder mit einer im Fahrzeugreifen angeordneten Sekundärantenne gekoppelt ist. Dadurch lässt die Sende- und Empfangsreichweite des Transponders erheblich erhöhen.
In einer weiteren vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass die Sekundärantenne durch Gürteldrähte des Reifengürtels gebildet wird.
Dadurch kann darauf verzichtet werden, eine separate Sekundärantenne im Reifen anzuordnen.
In einer weiteren vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass die Sekundärantenne durch leitfähiges Gummimaterial gebildet wird, wobei das leitfähige Gummimaterial im Fahrzeugreifen in Form einer Antenne angeordnet ist.
Das leitfähige Gummimaterial hat den Vorteil, dass es eine hohe Kompatibilität zum Gummimaterial des Reifens besitzt.
In einer weiteren vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass der Transponder mit einem Reifenmodul im Fahrzeugreifen gekoppelt ist, wobei das Reifenmodul eine autarke Sende- und Empfangseinheit aufweist.
Dadurch lassen sich Messsignale von dem Transponder auf einfache Weise zu einer Sende- und Empfangseinheit im Fahrzeug übertragen.
Anhand eines Ausführungsbeispiels wird die Erfindung im Folgenden näher beschrieben.
Es zeigt:

1: einen Reifenabschnitt in einer Radialschnittansicht mit einem Reifensensor

Die 1 zeigt schematisch einen Reifenabschnitt mit dem Laufstreifen 13 und der Reifeninnenseite 11 in einer Radialschnittansicht.
Die Figur zeigt drei nebeneinander angeordnete Profilblöcke beziehungsweise Profilklötze 4 des Laufstreifens 13. Der dargestellte Abschnitt umfasst ebenfalls ein Gürtelpaket 8, Karkasslagen 9, einen Reifeninnerliner 14 und Umfangsrillen 10. Der Reifensensor 6 besteht aus einem passiven Transponder 1 mit angebundenen Leiterschleifen 18, die in ein stiftförmiges Einbettungsmaterial 5 eingebettet sind. Das Einbettungsmaterial besteht vorzugsweise aus einer Kunststoffvergussmasse und umschließt die Transponder 1 vollständig. Der Reifensensor 6 mit dem Einbettungsmaterial und den Transpondern 1 weist eine zylinderförmige Kontur auf, die einem Reifenspike ähnlich ist. Der Reifensensor 6 mit dem Transponder 1 und den angebundenen Leiterschleifen 18 wird vorzugsweise vorkonfektioniert und nach der Reifenvulkanisation in einen Hohlraum des Profilblockes 4 eingesetzt. Die Fixierung des Reifensensors 6 erfolgt beispielsweise über einen Kraftschluss. Außerdem ist denkbar, den Reifensensor mit einem Klebematerial im Profilblock zu fixieren.
Bei einer anderen Ausführung werden die Reifensensoren bei der Herstellung des Reifenrohlings in bestimmten Bereichen des Laufstreifen-Vormaterials eingebracht.
Der Reifensensor 6 schließt an der Oberseite mit der Laufstreifenoberfläche 17 ab, die bei einem Neureifen die Profiltiefe bzw. Profilhöhe 7 anzeigt. In unmittelbarer Nähe zum Reifensensor 6 ist auf der Reifeninnenseite 11 ein Reifenmodul 12 angeordnet, welches über eine autarke Sende- und Empfangseinheit verfügt. Der Transponder 1 kann Signale direkt an das Reifenmodul 12 übertragen. Das Reifenmodul 12 leitet die empfangenen Signale an eine Sende- und Empfangseinheit im Fahrzeug weiter. Bei einem zunehmenden Profilabrieb verschwindet zunächst der obere Teil 15 der oberen Leiterschleife 18, die mit dem Transponder 1 verbunden ist. Das Durchtrennen der Leiterschleife läßt sich mit dem Transponder detektieren und anschließend aus dieser Information die verbleibende Profiltiefe bestimmen.
Bei der in der Figur gezeigten Ausführung sind 6 einzelne Leiterschleifen 18 in Form einer Parallelschaltung mit dem Transponder 1 verbunden.
Der Abstand der jeweils oberen Teile der einzelnen Leiterschleifen 18 beträgt z.B. 1 mm. Dadurch lässt sich die Profilhöhe mit dem Reifensensor 6 in Millimeterschritten erfassen. Der Transponder 1 kann optional mit einer Sekundärantenne gekoppelt sein.
Bei der Sekundärantenne kann es sich beispielsweise um eine Antenne handeln, die aus leitfähigem Gummi besteht und auf der Reifeninnenseite 11 angeordnet ist. Der Transponder 1 ist in unmittelbarer Nähe zum Profilgrund 16 angeordnet. Wenn von diesem Transponder kein Signal mehr empfangen wird, hat der Reifen die Mindestprofiltiefe erreicht. In diesem Fall würde ein entsprechendes Signal an die Sende- und Empfangseinheiten im Fahrzeug weitergeleitet werden.
Bei einer weiteren Ausführung sind in mehreren unterschiedlichen Profilblöcken 4 jeweils ein Reifensensor 6 angeordnet.
Eine Vielzahl von Reifensensoren können sowohl in axialer Richtung 3 als auch in Umfangsrichtung an verschiedenen Positionen im Laufstreifen angeordnet sein.
Dadurch lässt sich die Profiltiefe an unterschiedlichen Positionen im Laufstreifen überwachen.
Bei einer anderen Ausführung ist es ebenfalls möglich, dass die Reifensensoren direkt mit einem Handlesegerät kommunizieren, welches an den Fahrzeugreifen gehalten wird. Bei dieser Ausführung wäre es nicht notwendig, auf der Reifeninnenseite ein entsprechendes Reifenmodul 12 anzuordnen.
Bei einer weiteren Ausführung sind Lesegeräte im Boden einer Autowerkstatt angeordnet. Sobald das Fahrzeug das Lesegerät passiert, werden die Daten der Reifensensoren automatisch ausgewertet. Die Werkstatt, ein Fahrzeugdisplay oder ein Fuhrparkmanagement würden anschließend direkt Informationen zur Profiltiefe der Fahrzeugreifen erhalten.
Bezugszeichenliste

1: Passiver Transponder
2: Radiale Richtung des Fahrzeugreifens
3: Axiale Richtung des Fahrzeugreifens
4: Profilblock bzw. Profilklotz
5: Stiftförmiges Einbettungsmaterial mit Transponder mit angebundenen Leiterschleifen
6: Reifensensor mit Einbettungsmaterial und Transponder mit Leiterschleifen
7: Profilhöhe bzw. Profiltiefe bei einem Neureifen
8: Reifengürtel mit Gürteldrähten
9: Karkasslagen
10: Umfangsrille
11: Reifeninnenseite
12: Reifenmodul
13: Laufstreifen
14: Reifeninnerliner
15: Oberer Teil der Leiterschleife (parallel zur Laufstreifenoberseite
16: Profilgrund des Laufstreifens
17: Laufstreifenoberfläche bzw. Laufstreifenoberseite
18: Leiterschleifen

Claims

Fahrzeugreifen mit einem Laufstreifen (19) mit Profilblöcken (4), einer Karkasslage (9), einem Reifengürtel (8), Seitenwänden und einer Reifeninnenseite (11), wobei im Fahrzeugreifen ein Reifensensor zur Messung eines Profilabriebes angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, dass in mindesteins einem Profilblock (4) des Laufstreifens (13) ein Reifensensor (6) angeordnet ist, wobei der Reifensensor (6) ein stiftförmiges Einbettungsmaterial (5) mit mindestens einem Transponder (1) mit mindestens einer angebundenen Leiterschleifen (18) umfasst, wobei bei einem Profilabrieb des Fahrzeugreifens die Leiterschleife (18) durchtrennt wird und über eine Signal-Auswertung der Profilabrieb bestimmt werden kann.
Fahrzeugreifen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass eine Vielzahl von Leiterschleifen (18) in Form einer Parallelschaltung mit dem Transponder (1) verbunden sind.
Fahrzeugreifen nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der jeweils zur Laufstreifenoberseite gerichtete obere Teil (15) der Leiterschleifen (18) im Wesentlichen parallel zur Laufstreifenoberseite (17) ausgerichtet ist.
Fahrzeugreifen nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Abstände der oberen Teile (15) der Leiterschleifen (18) jeweils zwischen 1 und 3 mm betragen.
Fahrzeugreifen nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Reifensensor (6) in Form eines Zylinders ausgebildet ist, wobei die Höhenabmessung des Zylinders größer ist als der Durchmesser des Zylinders.
Fahrzeugreifen nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Durchmesser des Reifensensors (6) zwischen 2 und 10 mm beträgt.
Fahrzeugreifen nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Einbettungsmaterial (5) aus einer Kunststoffvergussmasse besteht.
Fahrzeugreifen nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Reifensensor (6) mit dem Transponder (1) nach der Reifenvulkanisation in den Laufstreifen (13) eingebracht wird.
Fahrzeugreifen nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das stiftförmige Einbettungsmaterial (5) mit einer Bespikungsvorrichtung in einen vorkonfektionierten Hohlraum im Laufstreifen (13) eingebracht wird.
Fahrzeugreifen nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Reifensensor (6) über einen Kraftschluss, einen Formschluss, eine Klebeverbindung und/ oder einen Haftvermittler im Laufstreifen (13) gehalten wird.
Fahrzeugreifen nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Transponder (1) in Form einer flachen Tablette mit einer Materialdicke zwischen 1 und 5 mm ausgebildet ist.
Fahrzeugreifen nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Transponder (1) eine Primärantenne aufweist und mit einer im Fahrzeugreifen angeordneten Sekundärantenne gekoppelt ist.
Fahrzeugreifen nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Sekundärantenne durch Gürteldrähte des Reifengürtels (8) gebildet wird.
Fahrzeugreifen nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Sekundärantenne durch leitfähiges Gummimaterial gebildet wird, wobei das leitfähige Gummimaterial im Fahrzeugreifen in Form einer Antenne angeordnet ist.
Fahrzeugreifen nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Transponder (1) mit einem Reifenmodul (12) im Fahrzeugreifen gekoppelt ist, wobei das Reifenmodul (12) eine autarke Sende- und Empfangseinheit aufweist.