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Die Erfindung betrifft einen Fahrzeugreifen.
Es sind unterschiedliche Ansätze bekannt, elektrische Sensoren in Fahrzeugreifen anzuordnen. Das Anordnen von elektronischen Bauteilen im Fahrzeugreifen kann unterschiedliche Nachteile mit sich führen. Ein Nachteil besteht darin, dass die Bauteile hohen mechanischen Belastungen ausgesetzt sind und im Normalfall keine hohe Dauerhaltbarkeit besitzen.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen verbesserten Fahrzeugreifen bereitzustellen.
Insbesondere soll mit einem Aktuator die Fahreigenschaft des Fahrzeugreifens an bestimmte Situationen angepasst werden können.
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Gelöst wird die Aufgabe gemäß den kennzeichnenden Merkmalen von Anspruch 1 dadurch, dass
in Teilbereichen eines Reifenbauteiles mindestens ein zylindrischer Gummikondensator aus elektrisch leitenden Materialschichten und mindestens einer isolierenden Materialschicht angeordnet ist,
wobei der Gummikondensator in Verbindung mit elektrischer Energie als mechanisch wirkender Aktuator wirkt.
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Ein Vorteil der Erfindung ist insbesondere darin zu sehen, dass durch die Anordnung der Gummikondensatoren im Fahrzeugreifen ein Aktuator bereitgestellt wird, mit dem die Fahreigenschaften des Fahrzeugreifens in bestimmten Situationen wesentlich verbessert werden können.
Die Gummikondensatoren bestehen aus einem Gummimaterial und sind dadurch auf einfache Weise in einem Reifenbauteil integrierbar. Sie besitzen ebenfalls eine hohe Dauerhaltbarkeit, da sie im Wesentlichen aus dem gleichen Material bestehen, wie der Fahrzeugreifen.
Die Gummikondensatoren können mit elektrischer Energie oder elektrischen Impulsen z.B. eine Versteifung des Reifbauteiles bewirken.
Beim Anlegen einer Spannung an den Gummikondensator zieht sich dieser zusammen und führt zu einer Versteifung des entsprechenden Reifenbauteiles.
Die zylindrische Form des Gummikondensators hat den Vorteil, dass die Gummikondensatoren einfach in einem Reifenbauteil integriert werden können. Die zylindrischen Gummikondensatoren lassen sich vorkonfektioniert in entsprechende Bohrlöcher im Reifenbauteil einsetzen.
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In einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass der Gummikondensator in Form eines Zylinders in einer Bohrung von einem Reifbauteil integriert ist.
Der zylinderförmige Gummikondensator lässt sich dadurch nachträglich in eine Öffnung am Reifenbauteil einsetzen.
Dadurch können die Gummikondensatoren über einen separaten Herstellungsprozess hergestellt und erst nach der Reifenherstellung im Reifenbauteil integriert werden.
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In einer weiteren vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass der Gummikondensator in einem Profilblock eines Laufstreifens integriert ist.
Dadurch können die Fahreigenschaften des Fahrzeugreifens in bestimmten Fahrsituationen verbessert werden. Eine Versteifung des Laufstreifens kann beispielsweise zu einer Verbesserung der Bremseigenschaften des Fahrzeugreifens führen.
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In einer weiteren vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass der Gummikondensator nach der Reifenherstellung in zylinderförmige Bohrungen in den Profilblöcken eingebracht wird.
Dadurch können die Gummikondensatoren relativ schnell in entsprechende Bohrungen in den Profilblöcken eingebracht werden. Ein vergleichbares Verfahren ist beim Einbringen von Spikes in vorgefertigte Löcher von Fahrzeugreifen bekannt.
In einer weiteren vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass der Gummikondensator in Form eines Aktuators wirkt, um mechanische Festigkeitseigenschaften des Laufstreifens an Fahrsituationen anzupassen.
Bei einem Bremsvorgang kann es beispielsweise vorteilhaft sein, wenn die Festigkeitseigenschaften des Laufstreifens angepasst werden, um eine bessere Bodenhaftung zu erzielen.
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In einer weiteren vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass auf der Oberseite des Gummikondensators ein Spike-Element angeordnet ist, wobei mit dem Gummikondensator bei einer Aktivierung die Oberseite des Spike-Elementes aus der Profilblock-Oberseite heraus gedrückt werden kann.
Dadurch kommen die Spikeelemente nur zum Einsatz, wenn die Fahrbahnfläche z. B. vereist ist.
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In einer weiteren vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass der Gummikondensator einen Durchmesser von 5 bis 10 mm, vorzugsweise 6 bis 8 mm aufweist.
Bei diesem Durchmesser für den Gummikondensator kann ein Spikeelement optimal auf der Oberseite des Gummikondensators angeordnet werden.
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In einer weiteren vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass die leitenden Materialschichten des Gummikondensators eine Materialdicke zwischen 2 Mikrometeren bis 0,5 Millimetern aufweisen.
Dabei handelt es sich um eine sehr dünne Materialschicht, die beispielsweise durch das Auftragen von elektrisch leitfähigem flüssigem Gummimaterial erfolgen kann.
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In einer weiteren vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass die innere leitende Materialschicht in Form eines inneren Zylinders ausgebildet ist und vollständig aus leitenden Gummimaterial besteht.
Dadurch lässt sich eine optimale Materialverformung für den Gummikondensator erzielen.
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In einer weiteren vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass die innere leitende Materialschicht um einen inneren Zylinder koaxial angeordnet ist, wobei der innere Zylinder aus einem nichtleitenden Gummimaterial besteht.
Dadurch lässt sich eine optimale Materialverformung für den inneren Zylinder erzielen.
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In einer weiteren vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass einzelne Gummikondensatoren zur Erzeugung von elektrischer Energie genutzt werden. Dadurch ist keine externe Stromversorgung erforderlich.
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In einer weiteren vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass die leitendenden Materialschichten einen spezifischen elektrischen Widerstand von kleiner als 10 hoch 6 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.
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Anhand eines Ausführungsbeispieles soll die Erfindung näher erläutert werden. Es zeigen:
- 1: ein Ausführungsbeispiel für einen Gummikondensator
- 2: ein Schnittdarstellung des Gummikondensators
- 3: einen Profilblock eines Laufstreifens
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Die 1 zeigt ein Ausführungsbeispiel für einen Gummikondensator in Form eines Zylinders. Der Gummikondensator 5 umfasst eine äußere leitende Materialschicht 1 und eine innere leitende Materialschicht 2.
Zwischen diesen beiden leitenden Materialschichten ist eine isolierende Materialschicht 3 angeordnet. Alle Materialschichten bestehen aus einem Gummimaterial.
Die äußere leitende Materialschicht 1 und die innere leitende Materialschicht 2 besitzen eine Materialdicke zwischen 2 µm bis 0,5 mm. Sie können beispielsweise eine leitfähige Tinte umfassen.
Bei Anlegen einer elektrischen Spannung an die äußere leitende Materialschicht 1 und die innere leitende Materialschicht 2 zieht sich der dargestellte Gummikondensator 5 zusammen. Dadurch kann beispielsweise eine Materialversteifung erreicht werden. Außerdem zieht sich der Gummikondensator so zusammen, dass das dazwischen liegende isolierende Material 3 nach oben gedrückt wird.
Das Gleiche gilt für die zweite isolierende Materialschicht 4, die durch die innere leitende Materialschicht 2 umgeben wird.
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Die 2 zeigt den Gummikondensator 5 in der 1 in einer Schnittansicht.
Über die elektrischen Anschlüsse 6 und 7 wird beispielsweise eine Spannung an die äußere leitende Materialschicht 1 und die innere leitende Materialschicht 2 angelegt.
Beide Materialschichten werden durch die elektrische Spannung angezogen, wodurch das dazwischen liegende isolierende Material 3 komprimiert wird. Beim ersten Ausführungsbeispiel besteht die zweite isolierende Materialschicht 4 aus einem isolierenden Gummimaterial. Bei einem weiteren Ausführungsbeispiel könnte die Materialschicht 4 auch vollständig aus leitfähigem Gummimaterial bestehen.
Die elektrische Leitfähigkeit der leitenden Materialschichten wird beispielsweise dadurch erzeugt, dass dem Gummimaterial eine hohe Konzentration von Russpartikeln hinzugesetzt wird.
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Die 3 zeigt einen Profilblock 8 eines Laufstreifens in einer dreidimensionalen schematischen Ansicht.
Im Profilblock 8 ist eine zylinderförmige Bohrung 9 angeordnet, die bis zum Profilgrund des Laufstreifens reicht.
Nach der Reifenherstellung werden in eine Vielzahl von Profilblöcken 8 entsprechende zylinderförmige Bohrungen 9 eingebracht.
Diese Bohrungen können z.B. durch Einsätze an den Vulkanisationsformen für die Reifenherstellung eingebracht werden.
In die Bohrungen 9 werden die Gummikondensatoren 5 nachträglich eingesetzt.
Bei einer Aktivierung der Gummikondensatoren in den Bohrungen 9 kann eine Materialversteifung des Profilblockes 8 erreicht werden.
Bei einem weiteren Ausführungsbeispiel ist die Oberseite 11 des Profilblockes mit einem Spikeelement versehen.
Die Abmessung des Spikeelementes sind so bemessen, dass sie im Wesentlichen mit der Profilblockoberseite 10 abschließen.
Bei einer Aktivierung des Gummikondensators 5 wird das Spikeelement aus der Bohrung 9 herausgedrückt.
Im Normalfall ist es ausreichend, wenn das Spikeelement bei einer Fahrbahn mit Schnee um ca. 0,5 mm aus der Profilblockoberfläche 10 herausragt. Der Durchmesser des Gummikondensators beträgt zwischen 5 bis 10 mm.
Die elektrischen Anschlüsse an den Gummikondensator können an der Unterseite des Gummikondensators 5 anliegen.
Über ein Reifenmodul mit einer Steuereinheit kann der Gummikondensator elektrisch angeschlossen werden, um den Gummikondensator unter bestimmten Bedingungen zu aktivieren.
Das Reifenmodul kann beispielsweise auf der Reifeninnenseite angeordnet werden und über elektrische Leitungen mit dem Gummikondensator verbunden werden.
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Bezugszeichenliste
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(ist Teil der Beschreibung)
- 1
- Äußere leitende Materialschicht des Gummikondensators
- 2
- Innere leitende Materialschicht des Gummikondensators
- 3
- Erste isolierende Materialschicht des Gummikondensators
- 4
- Zweite isolierende Materialschicht des Gummikondensators
- 5
- Gummikondensator in Form eines Zylinders
- 6
- Elektrischer Anschluss (z.B. an einen Minus-Pol)
- 7
- Elektrischer Anschluss (z.B. an einen Plus-Pol)
- 8
- Profilblock eines Laufstreifens
- 9
- Zylinderförmige Bohrung im Laufstreifen
- 10
- Profilblockoberseite
- 11
- Oberseite des Profilblockes (z.B. mit Spike-Element)
