DE10204086A1

DE10204086A1 - Reifen, Verfahren und Anordnung zum Bestimmen der Profiltiefe eines Reifenprofils

Info

Publication number: DE10204086A1
Application number: DE10204086A
Authority: DE
Inventors: Stephan Baumann; Klemens Straus; Uwe Reichert; Juergen Schrepfer
Original assignee: Woco Franz Josef Wolf and Co GmbH
Current assignee: WOCO INDUSTRIETECHNIK GMBH, 63628 BAD SODEN-SALMUENSTER
Priority date: 2002-02-01
Filing date: 2002-02-01
Publication date: 2003-08-14

Abstract

Bei einem Reifen, umfassend ein Profil mit einer Profiltiefe und eine Lauffläche, an welcher der Reifen abrollt und sich das Profil durch Abrieb abnutzt, ist vorgesehen, daß ein elektrisch leitendes Segment mit einer vordefinierten Form in der Nähe der Lauffläche derart angeordnet ist, daß sich die Form des Segments mit dem Abrieb des Reifens ändert und diese geänderte Form einer Profiltiefe zugeordnet werden kann.

Description

Die Erfindung betrifft einen Reifen gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 1, ein Verfahren und eine Anordnung zum Bestimmen der Profiltiefe eines Reifenprofils.

Es ist bekannt, die Reifenprofiltiefe über mechanische Meßsysteme zu bestimmen, die nur während des Fahrzeugstillstands zum Einsatz kommen können. Die durch mechanische Meßsysteme ermittelten Meßergebnisse können aufgrund von Verschmutzungen des Reifenprofils durch Fremdkörper, wie Schnee, Matsch, Staub, etc. verfälscht sein.

Weiterhin sind optische Meßsysteme bekannt, die ebenfalls nur bei sauberen Reifenprofilen zuverlässige Messungen gewährleisten können. Fremdkörper, die sich in Profilnuten oder -vertiefungen sammeln, oder Fremdlichteinstreuungen können zu einer Absorption oder einer meßfehlerursächlichen Reflektion des Meßlichtstrahls fuhren.

Auch für bekannte akustische Meßsysteme ist ein sauberer Reifen erforderlich. Denn die Reflektion des Schalls an der Meßfläche ist abhängig von der Reifenflächengüte, die durch die genannten Fremdkörper beeinträchtigt werden kann.

Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen Reifen zu schaffen, der eine Bestimmung der Reifentiefe im Fahrbetrieb auch dann noch zuläßt, wenn der Reifen stark verschmutzt ist.

Diese Aufgabe wird durch Anspruch 1 gelöst. Mit den elektrisch leitenden Segmenten am Reifen können Informationen über die Profiltiefe des Reifens auch dann noch generiert werden, wenn der Reifen betriebsbedingt verschmutzt ist. Vorzugsweise über ein induktives Meßverfahren oder mittels eines Wirbelstromsensors wird das elektrisch leitende Segment am Reifen erfaßt. Das elektrisch leitende Segment ist so am Reifen angeordnet, daß es seine Form während der Abnutzung des Reifens ändert. Entweder der Grad der Änderung der Form des Segments oder die Form des Segments selbst können Aufschlüsse über die Profiltiefe des Reifens geben. Vorzugsweise wird das elektrisch leitende Segment im Verlauf der Abnutzung des Reifens durch Abrieb verkleinert. Diese Verkleinerung steht in einem proportionalen Zusammenhang mit der Momentan-Profiltiefe des Reifens.

Um einen meßtechnischen Zusammenhang zwischen der Formänderung des elektrisch leitenden Segments und der Abnahme der Profiltiefe herzustellen, ist vorzugsweise das Segment durch eine elektrisch leitende Oberflächenbeschichtung gebildet. Je stärker die Abnutzung des Reifens ist, desto größer ist auch der Abrieb der Oberflächenbeschichtung.

Vorzugsweise sind Oberflächenschichten innerhalb Profilnuten oder -vertiefungen eingebracht, die allmählich je nach Benutzung des Reifens der Rollreibung ausgesetzt und somit abgerieben werden.

Meßtechnisch besonders einfach kann die Profiltiefe über zwei durch einen Laufflächenabschnitt einer Profilerhebung oder -nase getrennte Oberflächenschichten bestimmt werden. Der Laufflächenbereich wird mit zunehmender Abnutzung des Reifens größer. Auf Grund des damit vergrößerten Abstands kann die Profiltiefe bestimmt werden.

Die als elektrisch leitende Segmente dienenden Oberflächenschichten können durch spitze Gegenstände, wie Rollsplitt, verletzt werden. Um dies auszuschließen, können als elektrisch leitfähiges Segment auch mehrere übereinander angeordnete, in die Tiefe des Profils eingebrachte, elektrisch leitende Segmentstücke herangezogen werden. Diese Segmentstücke sind vorzugsweise in einer von Profilnuten umgebenen Profilerhebung untergebracht. Je nach Abnutzungszustand des Reifens verändert sich die elektrische Leitfähigkeit der Profilerhebung, wenn zunehmend die Segmentstücke abgerieben werden. Anhand der verbleibenden Anzahl oder der Änderung der Leitfähigkeit des Segments kann die aktuelle Profiltiefe bestimmt werden.

Ferner ist es Aufgabe der Erfindung ein Verfahren und eine Anordnung zum Bestimmen der Profiltiefe eines Reifenprofils zu schaffen, mit dem zuverlässige Messungen auch dann durchgeführt werden können, wenn der zu überprüfende Reifen durch Fremdkörper, wie Schnee, Matsch, Staub und dergleichen, verschmutzt ist.

Diese Aufgabe wird durch die Ansprüche 8 und 13 gelöst. Das erfindungsgemäße Verfahren ist gegen solche Einflüsse unempfindlich, denen üblicherweise Reifen ausgesetzt sind.

Vorzugsweise wird die durch die Abnutzung des Reifens einhergehende Veränderung der Größe, insbesondere Verkleinerung, des elektrisch leitenden Segments erfaßt, auf Grund derer die Profiltiefe ermittelbar ist. Es ist auch möglich, den Abstand zweier getrennter, elektrisch leitender Segmente zu erfassen. Der erfaßte Abstand steht in einem direkten Zusammenhang mit der Profiltiefe.

Vorzugsweise wird das elektrisch leitende Segment induktiv erfaßt. Hierfür können induktive Näherungsschalter oder Näherungssensoren vorgesehen sein. Zudem ist es möglich, die Segmente über einen Wirbelstromsensor zu erfassen.

Mit den auch im Fahrbetrieb erzeugbaren Meßsignalen kann eine zentrale Auswertelektronik zur Momentanregelung der Fahrdynamik eines Kraftfahrers versorgt werden.

Weitere Vorteile, Eigenschaften und Merkmale werden durch die folgende Beschreibung einer bevorzugten Ausführung der Erfindung anhand der beiliegenden Zeichnungen deutlich, in denen zeigen:
Fig. 1 eine Querschnittsansicht eines Profilabschnitts eines unbenutzten Reifens, wobei der Verlauf eines Ausgabemeßsignals entsprechend der Kontur des Profilabschnitts dargestellt ist; und
Fig. 2 eine Querschnittsansicht eines Profilabschnitts eines abgenutzten Reifens, wobei der Verlauf eines Ausgabemeßsignals entsprechend dem abgenutzten Profil dargestellt ist.
In Fig. 1 ist ein erfindungsgemäßer Profilausschnitt 1 eines Reifens ersichtlich, wobei eine Profilnase oder -erhebung 3 mit deren Lauffläche 5 von zwei abflachenden Profilvertiefungen oder -nuten 7, 9 begrenzt ist. Die Profilnase 3 besitzt anfänglich eine Breite b.
Die Oberflächen der Profilvertiefungen 7, 9 sind jeweils mit einer elektrisch leitenden Schicht 11 versehen, die sich von der Grenzkante 13 der Profilnase 3 und der Profilvertiefungen 7, 9 zur tiefsten Stelle 17 der Profilvertiefung 7, 9 erstreckt. Die Profiltiefe t bestimmt sich aus dem radialen Abstand zwischen der tiefsten Stelle 17 und der Lauffläche 5.
Ein nicht dargestellter Sensor erfaßt aufgrund des elektromagnetischen Wechselspiels zwischen sich und den elektrisch leitenden Schichten 11 an den nebeneinander liegenden Profilvertiefungen 7, 9 ein Signal, dessen Verlauf unterhalb der schematischen Profilskizze dargestellt ist. Es ist die Breite b, die aufgrund des vordefinierten Steigungsverlaufs der Profilvertiefungen 7, 9 eine genaue Auskunft über die Profiltiefe t gibt.
In Fig. 2 ist der Profilausschnitt 1' nach Fig. 1 dargestellt, in welcher der Reifen abgenutzt dargestellt ist. Zur besseren Lesbarkeit der Figurenbeschreibung werden für den Profilausschnitt 1' nach Fig. 2 die gleichen Bezugszeichen wie für den nach Fig. 1 verwendet, wobei ein hochgestellter Strich hinzugefügt ist.
Aufgrund des Abriebs des Profils an der Lauffläche 11' verbreitert sich die Profilnase 3', was anschaulich durch die gegenüber der Breite b der Profilnase 3 nach Fig. 1 größere Breite b' angedeutet ist. Diese Breite b' kann aufgrund der vorbestimmten Form der Profilvertiefungen 7, 9 einer bestimmten Profiltiefe t' zugeordnet werden. Der nicht dargestellte Sensor erfaßt aufgrund der durch den Abrieb weiter auseinander liegenden Kanten 13' der Schichten 11' die entsprechend veränderte Breite b', was durch den Ausgabesignalverlauf in Fig. 2 angedeutet ist.
Auf diese Weise kann ohne weiteres die Profiltiefe t' eines Reifens berührungslos erfaßt werden. Verschmutzungen des Reifens spielen dabei keine Rolle.
Die in der obigen Beschreibung, den Figuren und den Ansprüchen offenbarten Merkmale können sowohl einzeln als auch in beliebiger Kombination für die Verwirklichung der Erfindung von Bedeutung sein.

Claims

1. Reifen umfassend ein Profil mit einer Profiltiefe (t, t') und einer Lauffläche (5, 5'), an welcher der Reifen abrollt und sich das Profil durch Abrieb abnutzt, dadurch gekennzeichnet, daß ein elektrisch leitendes Segment mit einer vordefinierten Form in der Nähe der Lauffläche (5, 5') derart angeordnet ist, daß sich die Form des Segments mit dem Abrieb des Reifens ändert und die geänderte Form einer Profiltiefe (t, t') zugeordnet werden kann.

2. Reifen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Segment durch eine elektrisch leitende, die Reifenoberfläche, insbesondere Profiloberfläche, bedeckende Schicht (11, 11') gebildet ist.

3. Reifen nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Schicht (11, 11') auf der Profiloberfläche wenigstens in einer Profilvertiefung (7, 7', 9, 9') vorgesehen ist und sich vorzugsweise zur tiefsten Stelle (17, 17') der Profilvertiefung (7, 7', 9, 9') erstreckt.

4. Reifen nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß zwei elektrisch leitende Schichten (11, 11') durch einen Laufflächenabschnitt (5, 5') einer Profilerhebung (3, 3') getrennt sind.

5. Reifen nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Breite der Profilerhebung (3, 3') von deren Lauffläche (5, 5') hin zum Fuß der Profilerhebung (7, 7', 9, 9') zunimmt.

6. Reifen nach einem der Ansprüche 1 bis S. dadurch gekennzeichnet, daß das Segment aus mehreren elektrisch leitenden Segmentstücken gebildet ist, die nahe der Lauffläche (5, 5') in dem Profil übereinander untergebracht sind.

7. Reifen nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Segmentstücke in einer Profilerhebung (3, 3') eingebracht sind.

8. Verfahren zum Bestimmen der Profiltiefe (t, t') eines Reifenprofils, dadurch gekennzeichnet, daß ein am Reifen vorgesehenes, elektrisch leitendes Segment mit einer vorbestimmten Form elektromagnetisch erfaßt wird, die sich im Verlauf der Abnutzung des Reifens ändert, und die Profiltiefe (t, t') des Reifens über die erfaßte Form des Segments bestimmt wird.

9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß eine mit der Abnutzung des Reifens einhergehende Verkleinerung des Segments erfaßt wird, über welche die Profiltiefe (t, t') des Reifens bestimmt wird.

10. Verfahren nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, daß ein Abstand (b, b') von zwei voneinander getrennten Segmenten erfaßt wird, wobei die Profiltiefe (t, t') aufgrund einer mit der Abnutzung des Reifens einhergehenden Änderung, insbesondere Vergrößerung, des Abstands (b, b') bestimmt wird.

11. Verfahren nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, daß eine Anzahl von das Segment bildenden, elektrisch leitenden Segmentstücken, die übereinander in der Tiefe des Profils liegen, erfaßt wird, wobei die Profiltiefe (t, t') aufgrund einer mit der Abnutzung des Reifens einhergehenden Verringerung der Anzahl der Segmentstücke bestimmt wird.

12. Verfahren nach einem der Ansprüche 8 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß das elektrisch leitende Segment induktiv erfaßt wird.

13. Anordnung zum Bestimmen der Profiltiefe eines Reifenprofils mit einer Einrichtung, die gemäß dem Verfahren nach einem der Ansprüche 8 bis 12 arbeitet.

14. Anordnung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung einen induktiver Näherungsschalter oder Näherungssensor aufweist.

15. Anordnung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung einen Wirbelstromsensor aufweist.

16. Anordnung nach einem der Ansprüche 13 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung mit einem System zum Regeln der Fahrdynamik eines Kraftfahrzeugs verbunden ist und ein die Profiltiefe (t, t') betreffendes Signal an das System abgegeben wird.