DE102020200523A1

DE102020200523A1 - Fahrzeugreifen

Info

Publication number: DE102020200523A1
Application number: DE102020200523.0A
Authority: DE
Inventors: Thomas Kramer; Monika Nawrocka-Herczynska; Joachim Busche; Carla Pires; Raul Falcao; Eduardo Diniz
Original assignee: Continental Reifen Deutschland GmbH
Current assignee: Continental Reifen Deutschland GmbH
Priority date: 2020-01-17
Filing date: 2020-01-17
Publication date: 2021-07-22

Abstract

Um einen Fahrzeugreifen bereitzustellen, bei dem insb. das Eindringen von Fremdkörpern auf einfache Weise detektiert werden kann, wird vorgeschlagen, dassim Fahrzeugreifen zwei leitende Materialschichten (10,11) angeordnet sind,wobei die leitenden Materialschichten (10,11) durch mindestens eine nicht leitende Materialschicht (12) gegen einander elektrisch isoliert sind,wobei die leitenden Materialschichten (10,11) parallel zueinander verlaufen undbeide leitenden Materialschichten (10,11) zumindestens einen Teilbereich von der Breite des Laufstreifens abdecken,wobei die erste leitende Materialschicht (10) und die nicht leitende Materialschicht (12) in der Karkasslage integriert sind,wobei mit den leitenden Materialschichten (10,11) ein Kurzschluss aufgrund eines in die Karkasslage (2) eingedrungen Gegenstandes detektiert werden kann.

Description

Die Erfindung betrifft ein Fahrzeugreifen.
Es sind unterschiedliche Konzepte bekannt, um einen Reifendefekt an einem Fahrzeugreifen zu detektieren. Eine Vielzahl von Ideen wurden bislang noch nicht umgesetzt, da mit ihnen unterschiedliche Nachteile verbunden sind.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Fahrzeugreifen bereitzustellen, bei dem insb. das Eindringen von Fremdkörpern auf einfache Weise detektiert werden kann.
Gelöst wird die Aufgabe gemäß den kennzeichnenden Merkmalen von Anspruch 1 dadurch, dass im Fahrzeugreifen zwei leitende Materialschichten angeordnet sind, wobei die leitenden Materialschichten durch mindestens eine nicht leitende Materialschicht gegen einander elektrisch isoliert sind,
wobei die leitenden Materialschichten parallel zueinander verlaufen und beide leitenden Materialschichten zumindestens einen Teilbereich von der Breite des Laufstreifens abdecken,
wobei die erste leitende Materialschicht und die nicht leitende Materialschicht in der Karkasslage integriert sind,
wobei mit den leitenden Materialschichten ein Kurzschluss aufgrund eines in die Karkasslage eingedrungen Gegenstandes detektiert werden kann.
Ein Vorteil der Erfindung ist insbesondere darin zu sehen, dass die im Fahrzeugreifen angeordneten leitenden Materialschichten als Sensoren eingesetzt werden.
Im Fall einen Durchdringen eines Fremdkörper, z.B. eines Nagels, durch die leitenden Materialschichten, würde insb. ein elektrischer Kurzschluss gemessen werden. Anschließend würde unter bestimmten Voraussetzungen eine Warnmeldung an eine zentrale Empfangseinheit im Fahrzeug weitergeleitet werden.
Der Einsatz von leitenden und nichtleitenden Materialschichten in der Karkasslage hat den Vorteil einer einfachen Realisierung. Die Karkasslage lässt sich bei der Herstellung mit einem Kalander mit einer entsprechenden Gummierung versehen.
In einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass die zweite leitende Materialschicht eine an die Unterseite der Karkasslage angrenzende Materialschicht ist.
Dadurch liegen die beiden leitenden Materialschichten relativ dicht beieinander und in unmittelbarer Nähe zur Reifeninnenseite. Das Anschließen der beiden leitenden Materialschichten an ein elektrisches Messsystem wird dadurch vereinfacht.
In einer weiteren vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass die zweite leitende Materialschicht zumindestens in einem Teilbereich der Reifeninnenseele integriert ist.
Dadurch müssen keine zusätzlichen Reifenbauteile vorgesehen werden, um einen Durchstichsensor zu realisieren.
In einer weiteren vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass die Reifeninnenseele in einem äußeren Teilbereich des Reifenwulstes aus einem nichtleitendem und isolierenden Gummimaterial besteht.
Dadurch wird ein elektrischer Kurzschluss gegenüber der oberen leitenden Materialschicht der Karkasslage unterbunden.
In einer weiteren vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass die zweite leitende Materialschicht als zusätzliche Materiallage zwischen der Unterseite der Karkasslage und der Reifeninnenseele angeordnet ist.
Bei dieser zusätzlichen Materiallage kann es sich beispielsweise um eine so genannte Kappe handeln, die bei speziellen Fahrzeugreifen zum Einsatz kommt.
In einer weiteren vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass die leitendenden Materialschichten einen spezifischen elektrischen Widerstand von kleiner als 10 hoch 7 Ohm mal Zentimeter, vorzugsweise von kleiner als 10 hoch 4 Ohm mal Zentimeter, aufweisen.
Bei diesem Grenzwert für den elektrischen Wiederstand besitzen die leitenden Materialschichten eine sehr hohe elektrische Leitfähigkeit.
In einer weiteren vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass die leitendenden Materialschichten einen hohen Mischungsanteil von Russmaterial aufweisen, wodurch die elektrische Leitfähigkeit der Materialschicht realisiert wird.
Mit dem Zusatz von Russmaterial lässt sich auf einfache Weise eine elektrische Leitfähigkeit in einem Gummimaterial realisieren.
In einer weiteren vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass ein Reifenmodul auf der Reifeninnenseite angeordnet ist, wobei das Reifenmodul die Messsignale von den leitenden Materialschichten empfängt und auswertet. Mit dem Reifenmodul lassen sich elektrische Signale von den leitenden Materialschichten auf einfache Weise empfangen und auswerten.
In einer weiteren vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass das Reifenmodul eine Signalmeldung von den leitenden Materialschichten mit einem Prüfalgorithmus prüft und die Warnmeldung des in den Fahrzeugreifen eingedrungenen Gegenstandes an eine zentrale Empfangseinheit im Fahrzeug weiterleitet.
Auf diese Weise erhält der Fahrzeughalter auf einfache Weise eine Warnmeldung, die signalisiert, dass der Fahrzeugreifen umgehend in einer Fachwerkstatt überprüft werden muss.
Anhand eines Ausführungsbeispieles soll die Erfindung näher erläutert werden. Es zeigt:

1: ein Ausführungsbeispiel für eine Karkasslage
2: ein Ausführungsbeispiel für einen Fahrzeugreifen mit einem Durchstichsensor

Die 1 zeigt ein Ausführungsbeispiel für eine Karkasslage 8.
Die Karkasslage 8 umfasst eine leitende Materialschicht 10 auf der Oberseite der Karkasslage. Die Unterseite der Karkasslage 8 ist mit einer nicht leitenden Materialschicht 12 versehen. Zwischen der oberen und unteren Materialschicht 10 und 12 sind eine Vielzahl von Festigkeitsträgern 9 angeordnet.
Auf der Unterseite der Karkasslage 8 ist eine zusätzliche Materiallage 11 angeordnet, die zwischen der Reifeninnenseele 13 und der Karkasslage 8 liegt. Bei der leitenden Materialschicht 11 kann es sich beispielsweise um ein Reifenbauteil handeln, welches im Reifenbau als Kappe bezeichnet wird.
Die leitende Materialschicht 11 erstreckt sich über die axiale Breite des Fahrzeugreifens, zumindest von einer Reifenschulter bis zu der gegenüberliegenden Reifenschulter.
Die elektrische Leitfähigkeit der leitenden Materialschichten wird durch einen hohen Russanteil in der Gummimischung realisiert.
In der Figur ist dargestellt, wie ein spitzer Gegenstand 14 die Materialschichten 10, 12 und 11 durchdringt. Bei dem spitzen Gegenstand kann es sich beispielsweise um einen metallischen Nagel handeln.
Beide leitenden Materialschichten 10 und 11 werden durch den Nagel elektrisch miteinander verbunden, wodurch ein Kurzschluss entsteht. Dieser elektrische Kurzschluss kann durch ein angeschlossenes Messsystem detektiert werden.
Bei dem angeschlossenen Messsystem kann es sich beispielsweise um ein Messsystem handeln, welches in einem Reifenmodul integriert ist.
Die nicht leitende Materialschicht 12 der Karkasslage 8 weist vorzugsweise eine Gummimischung ohne Russmaterial oder nur einen sehr geringen Anteil von Ruß auf.
Die 2 zeigt ein Ausführungsbeispiel für einen Fahrzeugreifen 1 mit einem Durchstichsensor.
Die Breite des Laufstreifens 2 reicht von der linken zur rechten Reifenschulter. Auf der Reifeninnenseite 4 ist ein Reifenmodul 3 angeordnet, in dem u.a. Sensoren, ein elektronisches Bauteil mit einem aktiv sendenden Element und einem Speicher angeordnet sind. Im Speicher werden reifenspezifische Daten gespeichert, verarbeitet und an fahrzeuginterne oder -externe Empfänger weitergeleitet. Analog wird mit den erfassten Sensordaten verfahren.
Das Reifenmodul 3 ist z.B. über eine Klebeschicht mit der Reifeninnenseite 4 verbunden. Im Reifenmodul 3 ist ein Elektronikmodul angeordnet, welches u.a. ein Reifendruckmesssystem mit einem Drucksensor umfasst. Der Container besteht aus einem Elastomermaterial oder aus einer Vergussmasse.
Durchdringt ein Fremdkörper, z.B. ein Nagel 14, beide Materiallagen in der Karkasslage 8 und in der Reifeninnenseele 13 entsteht ein elektrischer Kurzschluss, der von dem Reifenmodul 3 detektiert wird.
Anschließend würde ein entsprechendes Warnsignal an eine zentrale Empfangseinheit im Fahrzeug weiter geleitet. Bei diesem Ausführungsbeispiel ist die zweite leitende Materialschicht in der Reifeninnenseele 13 angeordnet.
Die erste leitende Materialschicht befindet sich auf der Oberseite der Karkasslage 8.
Bei diesem Ausführungsbeispiel wäre es nicht notwendig, eine zusätzliche Materiallage zwischen der Unterseite der Karkasslage 8 und der Reifeninnenseele 13 anzuordnen.
Die Materialgrenze 15 zwischen leitender und nichtleitdenden Gummimaterial der Reifeninnenseele liegt auf der Reifeninnenseite im Bereich des Reifenwulstes. Der äußere Teilbereich 16 der Reifeninnenseele besteht aus einem nichtleitenden Gummimaterial. Dadurch wird ein Kurzschluss mit der leitenden Materiaschicht der Karkasslage vermieden.
Bezugszeichenliste

1: Fahrzeugreifen
2: Laufstreifen
3: Reifenmodul
4: Reifeninnenseite
5: Seitenwand
6: erste Gürtellage
7: zweite Gürtellage
8: Karkasslage
9: Festigkeitsträger der Karkasslage
10: leitende Materialschicht auf der Oberseite der Karkasslage
11: leitende Materialschicht in der Materiallage auf der Unterseite der Karkasslage
12: Nicht leitende Materialschicht auf der Unterseite der Karkasslage
13: Reifeninnenseele bzw. Reifeninnerliner
14: Eindringender Gegenstand, z.B. Nagel
15: Materialgrenze zwischen leitender und nichtleitdenden Gummimaterial der Reifeninnenseele
16: Teilbereich der Reifeninnenseele, die aus einem nichtleitenden Gummimaterial besteht

Claims

Fahrzeugreifen mit zumindest einem Laufstreifen (2), Seitenwänden (5), einer Reifeninnenseite (4), einer Karkasslage mit parallel zueinander ausgerichteten Festigkeitsträgern und einer Gürtellage (6,7), wobei der Fahrzeugreifen einen Sensor zum Detektieren eines Reifendefekts aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass im Fahrzeugreifen zwei leitende Materialschichten (10,11) angeordnet sind, wobei die leitenden Materialschichten (10,11) durch mindestens eine nicht leitende Materialschicht (12) gegen einander elektrisch isoliert sind, wobei die leitenden Materialschichten (10,11) parallel zueinander verlaufen und beide leitenden Materialschichten (10,11) zumindestens einen Teilbereich von der Breite des Laufstreifens abdecken, wobei die erste leitende Materialschicht (10) und die nicht leitende Materialschicht (12) in der Karkasslage integriert sind, wobei mit den leitenden Materialschichten (10,11) ein Kurzschluss aufgrund eines in die Karkasslage (2) eingedrungen Gegenstandes detektiert werden kann.
Fahrzeugreifen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite leitende Materialschicht (11,13) eine an die Unterseite der Karkasslage angrenzende Materialschicht ist.
Fahrzeugreifen nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite leitende Materialschicht zumindestens in einem Teilbereich der Reifeninnenseele (13) integriert ist.
Fahrzeugreifen nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Reifeninnenseele (13) in einem äußeren Teilbereich des Reifenwulstes aus einem nichtleitendem und isolierenden Gummimaterial besteht.
Fahrzeugreifen nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite leitende Materialschicht als zusätzliche Materiallage (11) zwischen der Unterseite der Karkasslage (8) und der Reifeninnenseele (13) angeordnet ist.
Fahrzeugreifen nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die leitendenden Materialschichten (10, 11, 13) einen spezifischen elektrischen Widerstand von kleiner als 10 hoch 7 Ohm mal Zentimeter, vorzugsweise von kleiner als 10 hoch 4 Ohm mal Zentimeter, aufweisen.
Fahrzeugreifen nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die leitendenden Materialschichten (10, 11, 13) einen hohen Mischungsanteil von Russmaterial aufweisen, wodurch die elektrische Leitfähigkeit der Materialschicht realisiert wird.
Fahrzeugreifen nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein Reifenmodul (3) auf der Reifeninnenseite (4) angeordnet ist, wobei das Reifenmodul (3) die Messsignale von den leitenden Materialschichten (10, 11, 13) empfängt und auswertet.
Fahrzeugreifen nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Reifenmodul (3) eine Signalmeldung von den leitenden Materialschichten (10, 11, 13) mit einem Prüfalgorithmus prüft und die Warnmeldung des in den Fahrzeugreifen eingedrungenen Gegenstandes an eine zentrale Empfangseinheit im Fahrzeug weiterleitet.