DE202014005050U1

DE202014005050U1 - Walk Elastizitäts Regulation (WalkER)

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Publication number: DE202014005050U1
Application number: DE202014005050.3U
Authority: DE
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2014-06-20
Filing date: 2014-06-20
Publication date: 2015-06-23
Anticipated expiration: 2024-06-21

Abstract

Eine Einrichtung zur Steuerung der Elastizität von flexiblen und flächenhaften Konstruktionen, die aus elastomerartigen Materialen bestehen oder enthalten, welche magnetisch wirksame Partikel enthalten, mittels Magnetfluss, insbesondere auch von Fahrzeugreifen bei dem eine zur Einspeisung eines Magnetflusses im Bereich der elastomerartigen Materialen angebrachte Induktionsspule angeordnet ist die durch elektrischen Strom bespeist wird, wodurch die Elastizität und Beweglichkeit der Gesamtkonstruktion variiert werden kann.

Description

1. Allgemeines
Die heute verwendeten Reifen von Automobilen sind in ihren Walkverhalten bzw. der Elastizität konstant, also kann sich der Reifen nicht an die Strassenverhältnisse, den Strassenuntergrund, die Betriebstemperatur und die Fahrgeschwindigkeit anpassen. Auch ist keine Anpassung der Reifen an die Fliehkraft, die auf die Karkasse in Abhängigkeit von der Geschwindigkeit entsteht, möglich. Die Reifensituation hat jedoch entscheidenden Einfluss auf den Kraftstoffverbrauch von Automobilen. Auch aus Gründen des Klimaschutzes erscheint es erforderlich, die Reifenkonstruktion bzw. das System Reifen so zu qualifizieren, das eine zeitgemässe Anpassung der Reifen beim Fahren entwickelt bzw. hergestellt wird. Mit der Erfindung WalkER soll durch eine adaptive Steuerung der Elastizität der Reifen besonders in der Walkzone besser an das Fahren angepasst werden, sodass eine relevante Einsparung von Kraftstoff möglich wird.
Bisher sind Erfindungen z. B. DE000060037685T2 bekannt, in welchen Messtechnik zum Erfassen von Parametern bei Reifenbelastungen beschrieben ist. Auf Grund von aktuellen Entwicklungen im Bereich magnetorheologischer Elastomere wird es möglich mit magnetischem Fluss die Elastizität von Reifenkonstruktionen zu variieren und damit die Steifigkeit von Reifen bezogen auf die genannten Parameter zu steuern bzw. zu optimieren. Hierzu ist im Bereich einer Reifenkarkasse ein breites Band quer zur Laufrichtung einzubringen, in welches strukturiert ein faseriges oder flächiges Material eingebracht ist, das aus magnetisch in ihrer Lage beeinflussbare Partikel enthält.
2. Beschreibung
Jedes Rad eines Fahrzeuges insbesondere eines Personenkraftwagens kann mit der WalkER ausgerüstet werden. Die WalkER verfügt über eine Schnittstelle zu einem Fahrzeugrechner der bestimmte Parameter für den Reifen vorgeben kann, wenn dazu eine entsprechende Software zur Verfügung gestellt wird. Damit eine Stromversorgung zu jedem Rad ohne Kabelverbindung übertragen werden können, befindet sich in dem festen Teil eines Rades ein induktiver Übertrager (1). der jeweils mit dem Gegenstück (Sekundärspule) (2), welches als Ring ausgeführt, sich in der drehenden Felge befindet, induktiv gekoppelt ist. Die Sekundärspule kann auch fest in der Felge bzw. Radnarbe verbaut werden, wenn in ihrem Kern eine durch den festen Teil der Radkonstruktion gehaltene Erregerspule positioniert wird. In diesem Fall wird nur bei Drehbewegung des Rades ein elektrischer Strom generiert, der für das System verwendet werden kann. Zur kurzzeitigen Stromspeicherung wird die Ausgangsspannung der Sekundärspule über ein Kondensatorkreis geführt. Dann wird der Stromfluss über ein drahtlos vom Fahrzeugrechner gesteuertes Schaltglied (13) und über einen Kontaktierungselement (5) zum Walkredizierungsband (3) geleitet.
Das Kontaktierungselement besteht aus zwei Hälften wobei eine in der Felge und die andere in bzw. an der Wulst positioniert ist. In der Wulst ist das Kontaktierungselement als Erreger (11) gestaltet, um einen magnetischen Fluss zu erzeugen.
In dem Walkreduzierungsband befindet sich in einem bestimmten Bereich (Magnetaktor) (4) eine Konzentration von magnetisch wirksamen Partikeln. In dem über einen Kontaktierungselement mit Erreger (11) ein Magnetfeld generiert und in dem Bereich der wirksamen Partikel induziert wird, verhärtet, bzw. versteift sich das Walkreduzierungsband. Damit wird die Walkarbeit reduziert.
Damit ein magnetischer Fluss möglich wird, verfügt das Walkreduzierungsband auf beiden Flankenseiten des Reifens über eine Konzentration von magnetisch wirksamen Partikeln. Dabei können diese Partikel faserartig oder auch flächenhaft konzentriert eingebracht bzw. angeordnet werden. In dem beide Kontaktierungselemente unterschiedliche Polarität besitzen, kann ein magnetischer Fluss erzeugt werden und durch das Walkreduzierungsband fliessen. So werden die magnetisch aktiven Partikel in dem Magnetaktor (4) -Bereich in bestimmten Strukturen ausgerichtet und temporär aneinandergefügt.
Durch eine überlagerte Fahrzeugsteuerung kann der Magnetfluss so gesteuert werden, das entsprechend der durch einen Sensor (12) erfassen Reifenposition für den ganzen Reifen oder für einen bestimmten Winkelabschnitt der Reifen, je nachdem in welcher Breite und Anzahl die einzelnen Walkreduzierungsbänder in die Karkasse eingebracht wurden, versteift werden kann.
Es ist beispielsweise möglich, dass bei bestimmten Wetterverhältnissen im Winter auch die Walkzone verbreitert oder die Walktiefe erhöht werden kann, damit temporär eine Adaption des Reifens bzw. der Räder für eine optimale Bodenhaftung verbessert werden kann. Die Walkreduzierungsbänder können auch im Bereich der Lauffläche (8) des Reifens verjüngt als Blechstreifen (9) (Elektroblech), ausgeführt werden. Je nach Einsatzart der Reifen (Strasse oder Gelände PkW oder LKW) können auch mehrere Walkreduzierungsbänder übereinander in die Reifenkarkasse eingebracht werden. Da die Steuerung des Magnetflusses ohne zeitliche Verzögerung (Totzeit) erfolgen kann, besteht die Möglichkeit, ein den tatsächlichen Fahr- und Verkehrsverhältnissen angepasstes Reifenverhalten zu erhalten, wenn die WalkER in die Fahrzeugsteuerung integriert wird.
Beispielsweise lässt sich auch ein Regime von der Fahrzeugsteuerung vorgeben, nach dem bei hohen Geschwindigkeiten der Reifen minimal gewalkt werden kann, und das bei Betätigung des Bremspedals sofort die Reifen auf „weich„ gestellt werden können, um die Bremswirkung zu erhöhen. Die Anzahl bzw. der Winkelabstand der einzelnen Magnetaktor-Bereiche bzw. Walkreduzierungsbänder kann je nach Nutzungsart der Räder festgelegt werden.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 000060037685 T2 [0002]

Claims

Eine Einrichtung zur Steuerung der Elastizität von flexiblen und flächenhaften Konstruktionen, die aus elastomerartigen Materialen bestehen oder enthalten, welche magnetisch wirksame Partikel enthalten, mittels Magnetfluss, insbesondere auch von Fahrzeugreifen bei dem eine zur Einspeisung eines Magnetflusses im Bereich der elastomerartigen Materialen angebrachte Induktionsspule angeordnet ist die durch elektrischen Strom bespeist wird, wodurch die Elastizität und Beweglichkeit der Gesamtkonstruktion variiert werden kann.
Eine Walk Elastzität Regulation nach Anspruch 1 ist gekennzeichnet dadurch, dass eine Reifenkarkasse in seinem Walkbereich eine oder mehrere flächige Anordnungen enthält, in der in einer Struktur magnetisch wirksame Partikel positioniert sind die bei Durchleitung eines Magnetflusses sich in einer Struktur verfestigen.
Eine Walk Elastizität Regulation nach Anspruch 2 ist gekennzeichnet dadurch, dass ein Reifen eine oder mehrere Spulen zur Einspeisung eines magnetischen Flusses in eine strukturierte Anordnung von magnetisch beeinflussbaren Partikeln enthält.
Eine Walk Elastizität Regulation nach Anspruch 3 ist dadurch gekennzeichnet, dass ein Rad mit einen oder mehreren Übertragern zur Stromversorgung und Steuerung von Spulen in Reifenkarkassen ausgerüstet ist.
Eine Walk Elastizität Regulation nach Anspruch 4 ist dadurch gekennzeichnet, das magnetisch wirksame Partikel auf einen bandförmigen Träger aufgebracht sind, der durch Befestigung auf oder in ein elastisches Grundmaterial die so entstandene Verbundkonstruktion insgesamt verfestigt und versteift.
Eine Walk Elastizität Regulation nach Anspruch 5 ist dadurch gekennzeichnet, das ein Sensor und Steuertechnik in einem Fahrzeug-Radsystem vorhanden sind, mit denen die Elastizität bzw. das Walkverhalten und die Haftung eines oder mehrerer Reifen gesteuert werden kann.
Eine Walk Elastizität Regulation nach Anspruch 6 ist dadurch gekennzeichnet, das eine Radkonstruktion mit Felge eines Fahrzeuges ein Spulensystem oder einen Magnetkern besitzt, in das ein Magnetfeld induziert wird, um elektrischen Strom zu erzeugen und dieser zur Steuerung der temporären Versteifung einer Reifenkonstruktion dient.