DE69211878T2

DE69211878T2 - Übertrager mit integriertem Schaltkreis und Spulenantennen in einem Luftreifen zur Reifenidentifikation

Info

Publication number: DE69211878T2
Application number: DE69211878T
Authority: DE
Inventors: Ronald Merle Ames; Gary Thomas Belski; Robert Walter Brown; William Frank Dunn; John Roux Phelan; Richard Stephen Pollack; Gene Raymond Starkey
Original assignee: Goodyear Tire and Rubber Co
Current assignee: Goodyear Tire and Rubber Co
Priority date: 1991-03-27
Filing date: 1992-03-18
Publication date: 1997-02-06
Anticipated expiration: 2012-03-19
Also published as: JP3258698B2; ES2091350T3; MX9201265A; BR9200976A; EP0505905A1; EP0505905B1; AU1383092A; CA2054568A1; DE69211878D1; JPH05169931A; US5181975A; AU644328B2

Description

Hintergrund und Stand der Technik

Die Erfindung betrifft einen Luftreifen mit einem integrierten Schaltungstransponder bzw. einem Integrierte-Schaltungs-Transponder bzw. Transponder mit integrierter Schaltung, welcher innerhalb der Struktur des Reifens angeordnet ist, zur Verwendung in der Reifenidentifikation und/oder anderer Datenübertragung. Insbesondere betrifft die Erfindung die Kombination eines Luftreifens und eines Transponders des Types, welcher eine elektrische Spule als seine Antenne verwendet. Der Transponder ist eine passive Einrichtung, indem er keine elektrische Stromquelle aufweist, sondern abhängt von dem Empfangen eines "Abfrage"-Signales, welches ausgesandt ist bzw. ausgeht von einer Quelle außerhalb des Reifens. Das Abfragesignal wird durch die Schaltung bzw. den Schaltkreis in dem Integrierte-Schaltung-Transponder gleichgerichtet, welcher dann das gleichgerichtete Signal als eine Quelle elektrischer Energie verwendet, zur Verwendung in der Übertragung eines elektrischen Signales, welches digital kodiert ist, um den Reifen zu identifizieren. Ein einzigartiger Code kann für jeden Reifen verwendet werden.
Bezug wird genommen auf das US-Patent 4 911 217, ausgegeben am 27. März 1990 an Dunn et al., welches einen kommerziell erhältlichen Integrierte-Schaltung-Transponder offenbart, welcher geeignet ist zur Verwendung in einem Luftreifen, und für welchen ein elektrisches Feld gekoppelt mit einem Abfrage- bzw. lnterrogatorltranspondersystem offenbart ist. Das US-Patent 4 911 217 wird im folgenden als Dunn-et-al-Patent bezeichnet.
Eine alternative integrierte Schaltung ist kommerziell verfügbar von Texas Instruments aus Austin, Texas, und wird unter dem Namen TIRIS vertrieben für Texas Instruments Registration and Identification System. Während diese integrierten Schaltungen nicht ideal sind, werden sie bevorzugt, da sie kommerziell verfügbar sind. Die integrierte Schaltung, welche in dem US-Patent 4 911 217 offenbart ist, ist ebenfalls bevorzugt, da es die einzige integrierte Schaltung ist, welche erfolgreich in dem Gegenstand der vorliegenden Erfindung getestet wurde.
Bei der Herstellung von Luftreifen ist es wünschenswert, eine einzigartige numerische Identifikation für jeden Reifen bereitzustellen, und zwar sobald als möglich während dem Lauf seiner Herstellung. Ferner sollte die Identifikation einfach erkennbar sein, sowohl während dem Herstellungsverfahren als auch der Lebensdauer des Reife ns, und eine Runderneuerung bzw. erneutes Versehen mit einem Profil des Reifens sollte die Identifikation nicht nachteilig beeinflussen. Wenn der Reifen an einem Stahl- oder Aluminiumrad montiert ist, wie es normalerweise der Fall ist, oder an einer Dualradanordnung, sollte die Reifenidentifikation weiterhin leicht abgefragt werden können durch den Reifenbesitzer und Benutzer zur Verwendung in Inventurkontrolle bzw. -regelung, Aufzeichnungsaufbewahrung und Gewährleistungsbestimmung. Die Fähigkeit, Reifen durch den Hersteller zu identifizieren, ist insbesondere nützlich in Qualitätskontrolle, da die Quelle von Herstellungsproblemen offensichtlicher bestätigt werden kann, als es der Fall ist beim Fehlen einer spezifischen Reifenidentifikation. Statistische Verfahrenskontrolle und andere Methoden können verwendet werden mit der Reifenidentifikation zum Erfassen von Prozeßparametern, welche aus der Steuerung bzw. Regelung heraustreten, oder zum Erfassen von Maschinenabnutzung, Versagen oder Fehleinstellung. Diese Vorteile der Reifenidentifikation können praktisch gesprochen nicht erhalten werden, bis ein Radiofrequenz- bzw. Hochfrequenztransponder erhältlich bzw. verfügbar ist zur Inkorporation in einem Reifen. Der Transponder muß kostengünstig, zuverlässig und lesbar bzw. auslesbar von jeglicher Position um den Reifen herum oder des Fahrzeugrades, an welchem er montiert ist, sein; er muß ebenfalls Herstellungsverfahren überleben bzw. aushalten, welche verwendbar sind während dem Lauf des Herstellens, und darf die Reifenlebensdauer oder die Runderneuerbarkeit nicht nachteilig beeinträchtigen.
Unvorteilhafterweise wurde das Dunn-et-al-System für elektrische Feldkopplung als unadäquat befunden zur Verwendung in stahlverstärkten LKW-Reifen, und zwar bedingt durch die Leistungs- und andere Einschränkungen, welche anwendbar zur Reifenidentifikation sind. Die Federal Communications Commission spezifiziert z.B. in Teil 15 der FCC Regulations applicable to bw power communications devices Strahlungsgrenzen als Funktion der Frequenz. Dies erfolgt schrittweise, so daß die höchste Feldstärke erlaubt ist in dem Frequenzbereich von 9 KHz bis 490 KHz. In diesem Frequenzbereich beträgt der Meßabstand für Feldstärke von der Strahlungsquelle 300 m, und die Feldstärke in Mikrovolt pro Meter muß niedriger als 2400 dividiert durch die Frequenz F in KHz sein. Bei Frequenzen von 490 KHz bis 1705 KHz kann die Feldstärke 10 Mal so groß sein, d.h. 24.000 Mikrovolt pro Meter, dividiert durch die Frequenz in KHz, jedoch beträgt der Meßabstand lediglich 30 m anstelle von 300. Dies bedeutet, daß die erlaubten Übertragungsleistungspegel deutlich niedriger sind als jene höhere Frequenzen, da die Feldstärke umgekehrt proportional zu der Wurzel des Abstandes von der Quelle ist (das Quadrat des Abstandes für Nahfeldeffekte). Dies schreibt die Verwendung von niedrigeren Frequenzen in Reifenidentifikationsanwendungen vor.
Es wurde oben aufgeführt, daß es wünschenswert ist, in einer Reifenanwendung in der Lage zu sein, die Transponderidentifikation und Dateninformation von einer beliebigen Position um den Umfang des Reifens herum lesen zu können. Die Texas Instruments TIRIS - und Destron/IDI-integrierten Schaltungen, wobei letzere in Dunn et al. beschrieben ist, waren primär ausgelegt zur Verwendung in der Tieridentifikation. In Tieridentifikationsanwendungen sind die integrierten Schaltungen an einer kleinen elektrischen Spule befestigt mit einem Ferritkern darin, und ein Kondensator bzw. eine Kapazität kann parallel zu der Spule geschaltet werden, auch wenn er nicht genügend parasitäre Kapazität hat zum Einstellen des parallelen Schaltkreises auf die Frequenz des Abfragesignales, welches verwendet wird zum Aktivieren des Transponders. Die Ansichtsverhältnisse der Spule und des Ferritkernes sind sehr niedrig, indem der Spulendurchmesser deutlich kleiner als seine axiale Länge ist. Diese Komponenten sind typischerweise in einem Glas- oder Kunststoffrohr enthalten, welches an den Enden versiegelt bzw. abgedichtet ist. Die in dieser Weise gebildete Kapsel kann in ein Tier injiziert werden für permanente Tieridentifikation.
Einer der Erfinder ordnete 1986 einen dieser Miniatur-Tieridentifikationstransponder in einem Luftreifen zur präliminären Bewertung an. Die integrierte Schaltung war von dem Typ, wie er in dem Dunn-et-al-Patent beschrieben ist, jedoch wurde die Texas Instruments TIRIS für Tieridentifikation nun ebenfalls an einem Reifen zur Bewertung bzw. Abschätzung angeordnet. Diese Einrichtungen, während sie parallel zu den Drähten in dem Wulstbündel des Reifens und nahe dazu angeordnet sind, hatten den Nachteil, daß Abfragen und Identifikation nur erreicht werden konnte in dem Bereich des Reifens nahe der Anordnung des Transponders, d.h. der Transponder konnte nicht von einer beliebigen Position um den Reifen herum abgefragt bzw. angesprochen werden. Ein anderer Nachteil dieser sehr kleinen Einrichtungen ist es, daß ihre Ferritkerne größere Frequenzselektivität bereitstellen als es wünschenswert wäre für ein hohes Volumen an kostengünstigen Transpondern, beabsichtigt zur industriellen und kommerziellen Verwendung. Während die hohe Selektivität bzw. Auswahl oder " Q" einer Ferrit-Spulen-Einstellschaltung wünschenswert in vielen Radiofrequenzanwendungen ist, erfordern Transponderanwendungen, daß ein einzelner Leser in der Lage ist, viele Transponder zu lesen, wobei bei Selektivität in der Frequenz er genau eingestellt werden muß, um somit sämtliche mit demselben präzise eingestellten Abfragesignal zu lesen.
Mehrere Jahre zuvor diskutierte die "Identification Devices, Inc. aus Boulder, Colorado, Reifenidentifikationsanwendungen von Transpondern mit mehreren der vorliegenden Erfinder. Als ein Ergebnis dieser Diskussion und vielleicht anderen wurde sich ldentification Devices bewußt des Wunsches, in der Lage zu sein, einen Transponder von jeglicher Anordnung um den Reifen herum zu lesen.
Nachfolgend schlug Destron/IDI (eine eingetragene Firma, welche Teile von Identification Devices kaufte) das Fahrzeugreifenidentifikationssystem vor, welches in der internationalen Anmeldung offenbart ist, welche unter dem Patent Cooperation Treaty als Publikationsnr. WO90/12474 mit Datum vom 18. Oktober 1990 veröffentlicht (im folgenden als PCT-Veröffentlichung bezeichnet) wurde.
Essentiell umfaßte die in der PCT-Veröffentlichung offenbarte Erfindung eine Transponderspule mit einer oder mehreren leitfähigen Drehungen bzw. Wicklungen als eine Antenne, wobei die Leitungs- bzw. Anschlußdrähte davon elektrisch mit der integrierten Schaltung eines Transponders verbunden werden müssen. Die Antenne ist in einem Fahrzeugreifen angeordnet mit Seitenwandund Profilflächen. Die Antennenspule und die integrierte Schaltung sind angeordnet auf "internally to said tire with said coil positioned with the loop thereof in a relatively constant relationship relative to one of said tire surfaces" (angepaßter Anspruch 1 der PCT-Veröffentlichung). Dies bedeutet in der Tat, daß die Spule in dem offenbarten System, wie dargestellt, größer sein muß als der Wulstdurchmesser des Reifens, kreisförmig in der Form und koaxial zu der Rotationsachse des Reifens verlaufen muß.
Mehrere der Erfinder waren Zeugen einer Demonstration durch Destron/IDI von deren Vorrichtung, welche eine Spule und einen Transponder, welcher an den Enden davon befestigt war, umfaßt. Die Spule und der Transponder wurden temporär an dem Innenfutter eines unmontierten Luftreifens befestigt. Der Transponder dieses Demonstrationsreifens konnte von jedem Ort um den Reifen herum gelesen werden mit dem Interrogations- bzw. Abfragesignal, welches durch den Destron/IDI-Leser bereitgestellt war. Diese Demonstration fand im April 1989 statt, einem Datum nachdem 31. März 1989, dem Prioritätsdatum, welches in der PCT-Veröffentlichung angegeben ist.
Die Erfinder erachten die Vorrichtung, welche in der PCT-Anmeldung beschrieben ist, als nicht geeignet für eine Luftreifenverwendung, da, wie es die Erfinder in der PCT-Veröffentlichung dachten, die Spule weg bzw. beabstandet von dem Wulstbereich des Luftreifens angeordnet sein muß, z.B. in dem Profilbereich oder der oberen Seitenwand, und da die integrierte Schaltung elektrisch mit den Enden einer Antennenspule mit großem Durchmesser in diesen Hoch-Deformationsbereichen des Reifens verbunden werden muß.
Ein Luftreifen ist ein laminierter Gegenstand, welcher mit einer zylindrischen Form beginnt, in etwa gleich dem Durchmesser zu dem Durchmesser der Reifenwulst. Während der Herstellung werden die Wülste axialwärts zueinanderangebracht, und die Mittelabschnitte des Reifens erhalten einen größeren Durchmesser, wenn der Reifen seine toroidale Form annimmt. Nach diesem Durchmesseranstieg werden die einschränkenden Gürtelschichten, zumindest in Radialschichtreifen, zugefügt, wie dies auch für umfängliches Profilgummi gilt. Das Einführen bzw. Einfügen bzw. Einsetzen einer Antenne des Typs, wie er in der PCT-Veröffentlichung beschrieben ist, in einen laminierten Luftreifen mit der integrierten Schaltung, welche zwischen die Spulenenden geschaltet ist, müßte erfolgen, nachdem der Reifen seine toroidale Form angenommen hat und müßte die weitere Ausdehnung der toroidalen Form aufnehmen bzw. aushalten, wenn der Reifen radialwärts nach außen in den Form- bzw. Gußhohlraum gedrängt wird. Dies würde Dehnungseigenschaften des leitfähigen Materials fordern, welches die Antennenspule bildet, und die integrierten Schaltungsanschlüsse bzw. -verbindungen zu bzw. mit der Spule müßten Zugspannung aushalten. Ferner würde ein Transponder dieser Auslegung erwartungsgemäß nicht haltbar sein bei normaler Reifenverwendung, bedingt durch seine erforderliche Positionierung in der oberen Seitenwand oder Profilbereichen des Reifens.

Zusammenfassung der Erfindung

Gemäß der Erfindung ist ein integrierter Schaltungstransponder mit einer Spulenantenne in einem Luftreifen bereitgestellt zur Verwendung in Radiofrequenzübertragung von Reifenidentifikation und/oder anderen Daten, wie z.B. Reifentemperatur oder -druck. Die Erfindung ist in der Lage, die Nachteile des Standes der Technik, wie er oben beschrieben ist, zu überwinden. Insbesondere ist ein integrierter Schaltungstransponder innerhalb der Struktur des Luftreifens angeordnet, zur Verwendung in seiner Identifikation oder zur Verwendung beim Übertragen von Daten, welche an dem Ort bzw. der Anordnung des Transponders gesammelt sind. Der Reifen weist zwei beabstandete Wülste auf, welche jeweils ein ringförmiges dehnbares bzw. zugfestes bzw. Zugglied aus gewickeltem bzw. umwundenern bzw. verkabeltem Stahldraht enthalten. Der Reifen hat ein Profil, Seitenwände, ein Innenfutter und eine Vielzahl von Schichten, wovon zumindest eine eine kontinuierliche Schicht ist, welche sich zwischen den ringförmigen dehnbaren Gliedern erstreckt. Die jeweiligen Enden der kontinuierlichen Schicht sind axialwärts und radialwärts nach außen um die ringförmigen dehnbaren Glieder geschlagen bzw. gedreht. Der Transponder weist getrennte erste und zweite Elektroden und eine Antenne mit ersten und zweiten Anschlüssen bzw. Anschlußdrähten, welche mit der ersten bzw. der zweiten Elektrode des Transponders verbunden sind, auf. Der Transponder ist in der Lage, ein elektrisches Signal in Antwort bzw. ansprechend auf ein oszillierendes elektromagnetisches Feld zu übertragen, welches ausgeht bzw. ausgesandt ist von einer Quelle in Kontakt mit oder beabstandet von dem Reifen.
Die Antenne weist die Form einer elektrischen Spule auf, mit einer Vielzahl von gebündelten Drehungen bzw. Windungen bzw. Wicklungen und einem Bereich bzw. einer Fläche, welcher durch solche Drehungen umfaßt bzw. eingeschlossen ist. Der Perimeter dieses Bereiches ist definiert durch die geschlossene Kurve, welche gebildet ist durch den geometrischen Ort bzw. die geometrische Ortskurve von Punkten, welche mittig innerhalb der gebündelten Drehungen liegen. Der Bereich ist kreisförmig, ist bevorzugt länglich oder anderweitig verlängert mit einem Durchmesser oder einer maximalen Abmessung quer zu dem Bereich. Diese maximale Abmessung ist größer gleich der Querschnittsabmessung der gebündelten Drehungen bzw. Windungen in der Richtung senkrecht zu dem ein geschlossenen Bereich bzw. der eingeschlossenen Fläche durch die Drehungen bzw. Wicklungen der Spule. Ferner weist die Spule bevorzugt eine im wesentlichen planare Konfiguration auf, wobei die Ebene der Spule im wesentlichen parallel zu der kontinuierlichen Schicht des Reifens verläuft. Die Antennenspule ist angeordnet als eine Sekundärwicklung, welche einem der ringförmigen dehbaren Glieder bzw. Zugglieder (Wulstdraht oder Kabel) als einer Primärwicklung bzw. -windung zugeordnet ist. Der Spulenbereich ist im wesentlichen geringer als der Bereich, welcher durch das Primärwicklungs-ringförmige Zugglied umfaßt ist. Desweiteren haben die Spule und das ringförmige Zugglied unterschiedliche Achsen, so daß die Spule eine sich verändernde Beziehung mit Bezug auf Punkte an den Seitenwänden und dem Profil des Reifens aufweist.
Die Antennenspule ist zwischen der inneren und der äußeren Fläche des Reifens angeordnet, und zwar an einem Ort, zumindest teilweise das Ende der kontinuierlichen Schicht überlappend, welche um die Primärwindung bzw. -wicklung geschlagen ist; bevorzugt ist die Spule radialwärts außerhalb dieses ringförmigen dehnbaren bzw. Zuggliedes angeordnet, und die Spule und der Transponder können, wenn nach der Reifenherstellung installiert, als ein Teil des Reifens hergestellt sein durch deren Inkorporation in einem Muster bzw. einem Streifen bzw. Band, welches an dem Reifeninnenfutter oder der Seitenwand befestigt ist. Das oszillierende elektromagnetische Feld, auf welches der Transponder ansprechend ist, während der Transponderabfrage, weist eine magnetische Feldkomponente auf, welche durch den Bereich reicht, welcher durch das Primärwicklungs-Ringzugglied eingeschlossen ist, wodurch ein magnetisches Feld veranlaßt wird, die Primärwicklung bzw. -windung zu umkreisen. Das magnetische Feld bzw. Magnetfeld, welches die Primärwindung umkreist, tritt durch den Bereich bzw. die Fläche, welche durch die Drehungen bzw. Windungen der Antennenspule umfaßt bzw. eingeschlossen ist. Als ein Ergebnis dieser indirekten Magnetfeldkopplung, und ebenfalls unabhängig, ob direkte Kopplung mit der Antennenspule auftreten kann, und zwar bedingt durch die Nähe zu der Quelle, ist, wenn das magnetische Feld ausreichend stark ist, Übertragung des elektrischen Signales des Transponders über die Antenne ermöglicht.
Da das ringförmige Zugglied bzw. -element des Reifens als Primärwindung wirkt, mit einem magnetischen Fluß, welcher im wesentlichen gleichförmig um dessen Umfang verteilt ist, ist es bevorzugt, daß die Antennenspule die zuvor erwähnte längliche Form aufweist. Dies steht in starkem Widerspruch zu den Lehren des generellen elektrischen Standes der Technik, welcher angibt, daß eine gegebene Anzahl von Spulendrehungen bzw. -windungen und -länge maximale Flächenund Flußkopplung erreicht wird mit einer kreisförmigen Form. Jedoch wurde die längliche oder verlängerte und ebene Form der Erfinder, mit der Ebene der Antennenspule im wesentlichen parallel verlaufend zu der kontiniuierlichen Schicht des Reifens, und mit der maximalen Abmessung des eingeschlossenen Bereiches bzw. der eingeschlossenen Fläche durch die Drehungen bzw. Windungen der Spule im wesentlichen parallel zu dem Stahldraht, umfassend die Primärwindung des ringförmigen dehnbaren bzw. Zuggliedes, als vorteilhaft befunden, und zwar sowohl elektrisch als auch mechanisch innerhalb der laminierten Reifenstruktur.
Der verteilte magnetische Fluß des Primärwicklungs-Ringzuggliedes, welches die größte Intensität, benachbart dem ringförmigen Zug- bzw. Dehnungsg lied aufweist, stellt verbesserte Kopplung bereit, und zwar trotz der Reduktion in dem eingeschlossenen Bereich bzw. der eingeschlossenen Fläche, welche auftritt mit der länglichen Form. Des weiteren ist die längliche Form, welche, wie erwähnt, angeordnet ist, vorteilhaft in bezug auf das toroidale Formgeben der Reifenkar kasse während der Herstellung, da die Veränderungen in der Form und Abmessung der Antennenspule des Transponders minimiert sind. Die Haltbarkeit der Antennenspule während der Reifenverwendung ist ebenfalls verbessert als ein Ergebnis der länglichen oder verlängerten Form und der oben beschriebenen Anordnung bzw. Positionierung. Ferner stellt die planare Spulenkonfiguration Biegbarkeit bzw. Beugbarkeit bzw. Flexibilität und Anhaftung an andere Reifenkomponenten bereit.
Zum Maximieren der Rate, bei welcher Daten von dem Transponder erhalten werden können, ist es wünschenswert, mit einer Hochfrequenz zu arbeiten. Bedingt durch die FCC-Regeln bzw. -Regulierungen, welche Grenzen setzen bezüglich der Stärke des Abfragesignales, welches den Transponder versorgt bzw. antreibt, bevorzugen die Erfinder eine Signalabfragefrequenz von 460,8 KHz. Ferner, da es wünschenswert ist, die Einfachheit des Transponders aufrechtzuerhalten, indem er sein erforderliches Zeitsignal aus der Frequenz des Abfragesignales ableitet, überträgt der Transponder bevorzugt Identifikationsund Datensignale gleichzeitig zu dem Empfang des Abfragesignals, jedoch bei einer niedrigeren Frequenz von bevorzugt 115,2 KHz, was einem Viertel der Abfragesignalfrequenz entspricht. Üblicherweise ist die Transponderfrequenz ein ganzzahliges Vielfaches von 9.600 und niedrigeren Baudraten, welche überlicherweise in serieller Datenübertragung verwendet werden. Die integrierte Schaltung, welche in dem Dunn-et-al-Patent beschrieben ist, kann bei diesen Frequenzen betrieben werden.

Kurze Beschreibung der Zeichnungen

Die Erfindung kann besser verstanden werden unter Bezugnahme auf die folgende detaillierte Beschreibung und die Zeichnungen.
Fig. 1 ist eine Halbschnittansicht eines Radialschicht-stahlverstä rkten Luft-LKW- Reifens, mit einem integrierten Schaltungstransponder und einer Spulenantenne darin angeordnet.
Fig. 2 ist eine teilweise Schnittansicht des Reifens von Fig. 1, wobei jedoch der integrierte Schaltungstransponder und die Antennenspule in einer alternativen Anordnung innerhalb des Reifens gezeigt sind.
Fig. 3 ist eine teilweise Schnittansicht des Reifens von Fig. 1, wobei jedoch der integrierte Schaltungstransponder bei einer weiteren alternativen Anordnung innerhalb des Reifens gezeigt ist.
Fig. 4 ist eine vergrößerte Schnittansicht des integrierten Schaltungstransponders und der Antennespule bzw. -wicklung innerhalb des Reifens von Fig. 1, wobei der Schnitt aufgenommen ist entlang der Linie 4-4 von Fig. 1.
Fig. 5 ist eine weitere vergrößerte Schnittansicht des integrierten Schaltungstransponders und der Antennenspule, welche in Fig. 4 gezeigt sind, wobei die Ansicht aufgenommen ist entlang der Linie 5-5 von Fig. 4, und wobei die Schaltplatine im Detail angedeutet ist, an welcher die integrierte Schaltung montiert ist, zusammen mit dem Kondensator bzw. der Kapazität und anderen Materialien, welche innerhalb der laminierten Struktur des Reifens enthalten sind.
Fig. 6 ist eine vergrößerte Ansicht in dem Maßstab, welcher in Fig. 5 gezeigt ist, aufgenommen entlang der Linie 6-6 in Fig. 4, wobei weitere Details des integrierten Schaltungstransponders, der Antennenspule und ihrer Beziehung zu der Schaltplatine gezeigt sind, und wobei ebenfalls die Wulstdrähte bzw. ringförmigen bzw. ringdehnbaren bzw. Zugglieder bzw. -elemente gezeigt sind, welche die Primärwindung bzw. -wicklung bilden, für welche die Antennenspule des Transponders die Sekundärwicklung ist.
Fig. 7 ist ein diagrammartige Ansicht des Wulstbereiches eines Luftreifens, welche die integrierte Schaltung und den Transponder in den drei alternativen Positionen darstellt, welche in den Fig. 1, 2 und 3 angedeutet sind, wobei weiterhin die magnetische Feldkopplung des ringförmigen dehnbaren Gliedes bzw. Wulstdrahtes mit der Antennenspule bzw. der Antennenwicklung des Transponders während der Abfrage des Transponders durch eine Quelle, welche solch ein magnetisches Feld außerhalb der Struktur des Reifens erzeugt, dargestellt ist.
Fig. 8 zeigt den integrierten Schaltungstransponder und seine Antennenspule als getrennt von der Struktur des Reifens existierend.
Fig. 9 ist eine Aufsicht einer integrierten Schaltung und einer Transponderspule, gebildet an einem Film aus Kunststoffmaterial als eine alternative Konstruktion.
Fig. 10 ist eine Schnittaufrißansicht des integrierten Schaltungstransponders von Fig. 9.
Fig. 11A ist eine schematische Darstellung eines Reifenidentifikationssystems gemäß dem Stand der Technik, welches verwendet werden kann zum Abfragen des Reifens und des Transponders.
Fig. 11B ist eine Schnittansicht einer integrierten Schaltung und eines Transponders mit einer Antennenspule gemäß der Erfindung, wobei jedoch ebenfalls Transponder und Antennenspulen gemäß dem Stand der Technik dargestellt sind.
Fig. 12 ist eine Schnittansicht, aufgenommen entlang der Linie 12-12 in Fig. 11 und zeigt die Einrichtung gemäß dem Stand der Technik, wie sie in der PCT- Veröffentlichung beschrieben ist, und eine Transpondereinrichtung, wie sie normalerweise bei der Tieridentifikation verwendet wird.
Fig. 13 ist eine Schnittansicht eines glasummantelten integrierten Schaltungstransponders, welcher normalerweise bei der Tieridentifikation verwendet wird, und des Types, wie er derzeit erhältlich ist von Texas Instruments.

Detaillierte Beschreibung

Zum Erleichtern des Verständnisses der Erfindung und der Ansprüche sind die folgenden Definitionen in bezug auf Luftreifen angegeben:
"axial" und "axialwärts" beziehen sich auf Linien oder Richtungen, welche parallel zu der Rotationsachse des Reifens verlaufen.
"Wulst" bedeutet den Teil des Reifens, umfassend ein ringförmiges, dehnbares bzw. Zugglied, welches durch Schichtkorde umwickelt ist, und welches geformt ist mit oder ohne andere Verstärkungselemente, wie z.B. Taschen bzw. Fahnen, Wulstverstärker, Kernreiter, Spurschützer und Wulstbänder, um an die Auslegungsfelge für den Reifen zu passen.
"Gürtel" bedeutet eine Schicht aus Parallelkorden, welche miteinander verwoben oder unverwoben sind, dem Profil unterliegen, unverankert mit den Wülsten sind, und einen Kordwinkel aufweisen, und zwar entweder links oder rechts, in dem Bereich von 17º bis 27º, mit Bezug auf die Äquatorialebene des Reifens.
"Kissen" ist ein generellerer Begriff als Gürtel und umfaßt unverankerte Schichten, welche dem Profil unterliegen mit Kordwinkeln mit Bezug auf die Äquatorialebene, welche Winkel bilden und entweder links oder rechts, bis zu 90º in bezug auf die Äquatorialebene des Reifens.
"Karkasse" bedeutet die Reifenstruktur getrennt bzw. ohne die Gürtel- oder Kissenstruktur, das Profil, das Unterprofil und das Seitenwandgummi über den Schichten, umfaßt jedoch die Wülste.
"Kord" bedeutet einen der Verstärkungsstränge, die die Schichten in dem Reifen umfassen.
"Kordwinkel" bedeutet den spitzen Winkel, links bzw. nach links gerichtet oder rechts bzw. nach rechts gerichtet in der Ansichtsebene des Reifens, welcher gebildet wird durch einen Kord mit Bezug auf die Äquatorialebene.
"Äquatorialebene (EP)" bedeutet die Ebene, welche senkrecht zu der Rotationsachse des Reifens ist, und durch die Mitte seines Profils reicht.
"Innen" bedeutet in Richtung der Innenseite des Reifens und "außen" bedeutet zu seinem Äußeren hin.
"Innenfutter" bedeutet die Lage oder Lagen aus Elastomer oder anderem Material, welche die innere Fläche bzw. Oberfläche eines schlauchlosen Reifens bilden, und welche das Aufblasfluid innerhalb des Reifens enthalten.
"Schicht" bezeichnet, soweit nicht anders angegeben, eine kontinuierliche Lage aus gummibeschichteten Parallelkorden.
"Luftreifen" bedeutet eine laminierte mechanische Einrichtung von generell toroidaler Form (üblicherweise ein offener Torus) mit Wülsten und einem Profil und hergestellt aus Gummi, Chemikalien, Gewebe und Stahl oder anderen Materialien. Der Reifen stellt durch sein Profil, wenn er an dem Rad eines Motorfahrzeugs montiert ist, Traktion bereit und enthält das Fluid, welches die Fahrzeuglast stützt.
"Radial" und "radialwärts" werden verwendet, um Richtungen anzudeuten, welche radialwärts hin zu oder weg von (nach außen) von der Rotationsachse des Reifens verlaufen.
"Radialschichtreifen" bedeutet einen gegürtelten bzw. gürtelumfassenden oder umfänglich eingeschränkten Luftreifen, in welchem die Schichtkorde, welche sich von Wulst zu Wulst erstrecken, aufgelegt sind bei Kordwinkeln zwischen 65º und 90º mit Bezug auf die Äquatorialebene des Reifens.
"Profil" bedeutet eine geformte bzw. gegossene Gummikomponente, welche, wenn mit einem Reifengehäuse verklebt bzw. verbunden, den Abschnitt des Reifens umfaßt, der mit der Straße in Kontakt tritt, wenn der Reifen normal aufgeblasen und unter Normallast ist.
Bezug wird nun genommen auf die Zeichnung, wobei ähnliche Bezugszeichen bzw. Bezugsziffern sich auf ähnliche Teile in den mehreren Figuren beziehen.
In Fig. 11A ist ein System gemäß dem Stand der Technik gezeigt, umfassend eine Einrichtung 14 zum Erzeugen eines oszillierenden Abfragesignals, bevorzugt mit einer Frequenz von 460,8 KHz und zum Demodulieren und Anzeigen einer ldentifikationsnummer und/oder anderer Daten, welche übertragen werden von einem integrierten Schaltungstransponder und einer zugeordneten Antennen spule, und zwar innerhalb eines Luftreifens montiert. Die Ausrüstung gemäß dem Stand der Technik umfaßt eine Stromzufuhr 16 und kann einen Digitalcomputer 18 enthalten, um die Daten oder Identifikationsnummern zu interpretieren, welche durch die Einrichtung 14 demoduliert werden.
Das gesamte System 10 zum Abfragen des Transponders, welches generell durch das Bezugszeichen 24 in Fig. 11B identifiziert ist, umfaßt eine Wand 12, welche an der Abfragespule oder Erregerspule 27 befestigt ist, welche benachbart der Seitenwand des Luftreifens 20 in Fig. 11B angeordnet ist. Die Wand 12 kann in sich die Oszillatorschaltung zum Antreiben der Spule 27 bei der oben erwähnten Abfragefrequenz enthalten. Die Form der Wand 1 2 und der Erregerspule 27 sind schematisch in Fig. 11B gezeigt und können verschiedene Formen annehmen, wie es geeignet sein kann zum Abfragen des Transponders 24 in dem Reifen. Zum Beispiel, wenn der Reifen an dem Rad eines LKWs montiert ist, können die Antennenwand und die Spule unterschiedliche Konfigurationen von der annehmen, wenn der Reifen abgefragt wird, während er sich entlang einer Förderlinie in einer Reifenherstellungsanlage bewegt, oder wenn der Reifen in seinem Rohzustand gelesen wird, d.h., bevor er gehärtet bzw. vulkanisiert wird, und während er derzeit aus Laminaten hergestellt wird. Ferner kann die Erregerspule 27 sowohl an dem Profil des Reifens als auch an der Seitenwand, wie gezeigt, angeordnet sein, oder die Erregerspule kann nahe dem ringförmigen dehnbaren Glied 36 des Reifens angeordnet sein. Die Erregerspule kann in Kontakt mit oder beabstandet von dem Reifen während der Transponderabfrage sein.
Zum Zweck des Lesens und Aktivierens des integrierten Schaltungstransponders 24 der Erfindung, wenn innerhalb eines Reifens 20 angeordnet, ist es wichtig, daß das magnetische Feld oder die Flußlinien 28, welche in der Intensität mit dem Abstand von der Erregerspule 27 abnehmen, eine geeignete Intensität aufweisen. Wenn direkte Kopplung mit dem Transponder ungenügend ist, um ihn zu aktivieren (Leistung), muß der magnetische Fluß durch den Bereich bzw. die Fläche treten, welche von dem ringförmigen dehnbaren Glied 36 des Reifens umschlossen bzw. umfaßt bzw. darin enthalten ist.
Obwohl die Antennenspule direkt mit dem oszillierenden Magnetfeld zur Transponderabfrage gekoppelt sein kann, ermöglicht die indirekte Kopplung des Feldes über das ringförmige dehnbare Glied bzw. Ziehglied den Transponder aus bzw. von jeglicher Position um den Reifen herum abzufragen. Das ringförmige dehnbare Glied weist den integrierten Schaltungstransponder und die Antennespule 24 so nah an dem Stahldraht oder -kabel auf, wie es sinnvoll möglich ist. Die Erregerspule 27 kann um 180º beabstandet von dem Transponder 24 angeordnet sein, und nun gekoppelt sein mit dem ringförmigen dehnbaren Glied 36, und ebenfalls über ein oszillierendes Feld, welches es erzeugt, mit der Transponderantennenspule.
Das ringförmige dehnbare Glied 36 ist gebildet aus gewundenem bzw. gewickeltem oder verkabeltem Stahldraht. Bedingt durch den magnetischen Fluß 28, welcher durch das ringförmige dehnbare Glied 36 tritt, wird eine elektromotorische Kraft in dem ringförmigen dehnbaren bzw. Ziehglied erzeugt, welches typischerweise ausreichenden elektrischen Kontakt zwischen den verschiedenen Drahtkomponenten aufweist, um elektrisch als eine Einzelschlaufe mit einem gewissen Widerstand zu wirken. Als ein Ergebnis des oszillierenden Magnetfeldes 28, ausgehend von der Erregerspule 27, welche in Kontakt mit dem Reifen oder beabstandet von ihm angeordnet ist und mit dem ringförmigen dehnbaren Glied 36 gekoppelt ist, wird ein oszillierendes Magnetfeld von identischer Frequenz um das ringförmige dehnbare Glied 36 aufgebaut. Dies erzeugt einen magnetischen Fluß, wie er bei 29 in Fig. 11 B angedeutet ist. Der magnetische Fluß, der das ringförmige dehnbare Glied 36 umkreist bzw. umrundet, ist gleichförmig verteilt um dessen Umfang, nimmt jedoch in der radialen Richtung von dem ringförmigen dehnbaren Glied 36 in der Intensität ab, und zwar quadratisch bezüglich des radialen Abstandes von dem ringförmigen dehnbaren Glied 36.
Der integrierte Schaltungstransponder 24 mit seiner zugeordneten Antennenspule ist benachbart dem ringförmigen dehnbaren Glied 36 angeordnet, um es der Antennenspule zu ermöglichen, eine Sekundärwicklung bzw. -windung eines Transformators zu bilden, dessen Primärwindung bzw. -wicklung das ringförmige dehnbare Glied 36 ist. Somit hat die Antennenspule in dem Transponder 24 einen eingeschlossenen Bereich bzw. eine eingeschlossene Fläche, welche den magnetischen Fluß 29 schneidet, welcher gleichförmig verteilt ist, umfänglich um das ringförmige dehnbare Glied 36, sich jedoch in der Intensität in der radialen Richtung verändert. Dementsprechend ist es bevorzugt, daß die Antennenspule im Transponder 24 länglich oder anderweitig verlängert in der Form ist, mit der maximalen Abmessung parallel zu der Krümmung oder umfänglichen Richtung des ringförmigen dehnbaren Gliedes 36. In dieser Weise, obwohl der Bereich bzw. Flächeninhalt der Antennenspule geringer ist als der maximale Bereich bzw. die maximale Fläche, welche erhalten wird mit einer kreisförmigen Spule desselben Perimeters, schneidet das gleichförmig verteilte Feld in der umfänglichen Richtung des ringförmigen dehnbaren Gliedes durch die maximale Abmessung des länglichen Bereiches, welcher durch die Antennenspule eingeschlossen ist. Zur selben Zeit schneiden die magnetischen Flußlinien 29 mit höherer Intensität, benachbart dem ringförmigen dehnbaren Glied 36, ebenfalls diese Fläche bzw. diesen Bereich. Die Spule des Transponders 24 ist bevorzugt mit ihrer eingeschlossenen Fläche möglichst senkrecht zu den Flußlinien 29 angeordnet, und bevorzugt so nahe als möglich an dem ringförmigen dehnbaren Glied 36 zur Maximierung der erzeugten Spannung in der Antennenspule, welche als Sekundärwicklung wirkt. Notwendigerweise ist die Spulenanordnung ebenfalls beeinflußt durch Details einer besonderen Reifenkonstruktion und durch Faktoren, wie z.B. den Bedarf zum Erfassen bzw. Erhalten und Übertragen von Reifendruck- oder Temperaturdaten.
Mit diesem Hintergrund ist es nun möglich, die verschiedenen Ausführungsformen der Erfindung im weiteren Detail zu diskutieren.
Fig. 1 zeigt in einer Halbschnittansicht einen LKW-Luftreifen mit einem integrierten Schaltungstransponder 24, umfassend eine Antennenspule, welche als eine Sekundärwicklung wirkt, und zwar gekoppelt mit dem ringförmigen dehnbaren Glied 36, welches aus Stahldraht gebildet ist und als eine Primärwicklung in der oben beschriebenen Weise wirkt. Der Reifen 20 ist ein mittlerer LKW- Reifen bzw. mittelgroßer LKW-Reifen bzw. Mittel-LKW-Reifen mit einer Radialschicht-Konstruktion. Der Reifen enthält ein Innenfutter 30, eine 90"-Stahlkord- Radialkarkassenschicht 32 mit ihrem jeweiligen Enden 47 an beiden Seiten des Reifens axialwärts und radialwärts nach außen um die jeweiligen beabstandeten ringförmigen dehnbaren Glieder 36 geschlagen, welche aus verkabeltern oder gewundenern Stahldraht in den jeweiligen Wülsten des Reifens gebildet sind. Die Wülste umfassen einen Kemreiter 40, eine gewebeverstärkte Fahne bzw. Tasche 42, welche die Drähte in dem ringförmigen Zug- bzw. dehnbaren Glied 36 umgeben, und einen stahlverstärkten Wulstverstärker 46. Das Kernreitergummi 40 ist typischerweise deutlich härter als das Gummi in der Seitenwand 44 und dem Profil 45 des Reifens. Zwischen dem Innenfutter 30 und der stahlverstärkten Schicht 32 des Reifens befindet sich ein Gummibarrieren- bzw. Grenzmaterial 34, welches nahe des Spur- bzw. Zehenbereiches 48 des Reifens endet.
Der Reifen 20 enthält des weiteren eine Gürtel- oder Kissenstruktur, umfassend eine Gürtel- oder Kissenschicht 40 und Niederkordwinkel- bzw. Niederfadenwinkel-Gürtelschichten 52, 54 und 56. Diese Schichten sind verstärkt mit Stahlkord.
Es kann in Fig. 1 gesehen werden, daß der integrierte Schaltungstransponder 24 bzw. der Transponder mit integrierter Schaltung 24 angeordnet ist mit seiner im wesentlichen plana ren Antennenspule parallel zu der kontinuierlichen Schicht 32, welche sich zwischen den ringförmigen dehnbaren Gliedern 36 erstreckt, wobei er benachbart zu dem ringförmigen dehnbaren Glied 36 angeordnet ist. Des weiteren ist der Transponder 24 zwischen der Schicht 32 und dem Kern reiter 40 angeordnet und befindet sich an der radialwärts inneren Seite des Endes 47 des Hochschlagabschnittes der Schicht 32.
Fig. 2 ist ähnlich zu Fig. 1, mit der Ausnahme, daß der Transponder 24 an der axial inneren Seite von sowohl der Schicht 32 als auch dem Wulstverstärker 46 angeordnet ist. Somit liegt in dieser Ausführungsform der Transponder zwischen diesen Komponenten und dem elastomeren Material, umfassend die Barriere bzw. Grenze 34 und das Innenfutter 30. Der Transponder ist bevorzugt an einem Ort angeordnet, welcher die oszillierende Spannung maximiert, welche in der Transponderantennenspule erzeugt wird während dem Abfragen als ein Ergebnis der Sekundärkopplung mit dem ringförmigen dehnbaren Glied 36 als Primärwicklung.
Fig. 3 ist ähnlich zu den Fig. 1 und 2, deutet jedoch zwei Kernreiterkomponenten 40a und 40b an, zwischen welchen der Transponder 24 angeordnet ist, und zwar benachbart dem ringförmigen dehnbaren Glied 36. Eine Einzelkomponente 40 (nicht in Fig. 3 gezeigt) mit einem Schlitz oder Spalt kann ebenfalls verwendet werden zum Anordnen des Transponders 24 an dem Ort, welcher in Fig. 3 gezeigt ist. Diese Anordnung bzw. dieser Ort für den Transponder hat den Vorteil, daß er eine maximale Kopplung mit dem ringförmigen dehnbaren Glied als Primärwicklung während der Abfrage bereitstellt, hat jedoch den Nachteil, daß zwei getrennte Kemreiterkomponenten erforderlich sind. Eine Einzelkomponente mit einem Schlitz oder Spalt, in welchen der Transponder eingeführt würde, ist eine Alternative, hat jedoch Nachteile, bedingt durch die größere Herstellungkomplexheit.
Unter Bezugnahme nun auf Fig. 4, welche aufgenommen ist entlang der Linie 4- 4 von Fig. 1, ist der Transponder 24 dargestellt mit einer zugeordneten Antennenspule 25, welche angeordnet ist mit ihrer eingeschlossenen bzw. enthaltenen Fläche bzw. Bereich parallel zu der Schicht 32. Die lange untere Seite der länglichen oder verlängerten Antennenspule 25 ist sehr nahe an dem ringförmigen dehnbaren Glied 36, teilweise in Fig. 4 gezeigt, angeordnet. Natürlich hat das ringförmige dehnbare Glied 36 eine Krümmung, und die Antennenspule 25 muß nicht präzise dieser Krümmung folgen. In der Tat, wenn der Transponder 24 zwischen der Schicht 32 und dem Kemreiter 40 angeordnet ist, wie es in den Fig. 1 und 4 dargestellt ist, wird dieser an dem Kemreitermaterial angebracht bzw. aufgebracht, vor der Laminierung mit diesen Komponenten an der Schicht an der Reifenaufbautrommel, welche herkömmlicherweise während der Reifenherstellung verwendet wird. Das Formgeben bzw. Formen des Reifens 20 in eine toroidale Konfiguration veranlaßt die Stahlkorde in der Schicht 32 zu divergieren, da der Radius des geformten Reifens ansteigt, und dies wiederum veranlaßt eine gewisse Verzerrung bzw. Distortion in der Antennenspule 25 während der Reifenherstellung. Idealerweise würde die Spule eine Bohnen- oder Bananenform in dem fertiggestellten Reifen aufweisen, so daß die Spulenkrümmung der des ringförmigen dehnbaren Gliedes 36 folgen würde.
Der Transponder 24 enthält eine integrierte Schaltung 26, welche an einem Schaltbrett bzw. einer Schaltplatine montiert ist, welche generell mit ihren verschiedenen Komponenten bei dem Bezugszeichen 60 gezeigt ist. Die Schaltplatine 62 ist mit der Antennenspule 25 verklebt, und zwar mit einem geeigneten Epoxy oder anderem Klebstoff, welcher mit der Polvesterisolierung kompatibel ist, welche an dem Draht bereitgestellt ist, welcher die Antennenspule 25 bildet. Die gedruckte bzw. bedruckte Schaltplatine bzw. Schaltplatte bzw. Leiterplatte bzw. Leiterplatine weist Öffnungen 64 und 66 auf, durch welche Elastomer fließen kann, um die Anhaftung des Transponders 24 an den anderen Reifenkomponenten zu erhöhen. Diese Löcher können ein leitfähiges Plattierungsmaterial aufweisen, zur Verwendung als Programmierungs- und Testpfad während der Transponderherstellung. Eine Kapazität bzw. ein Kondensator 68 ist bereitgestellt zum elektrischen parellelen Verbinden bzw. Schalten zu bzw. mit der Spulenwicklung, wobei die Anschlüsse bzw. Kontakte 72 und 74 davon mit den Elektroden des Transponders 24 und seiner integrierten Schaltung 26 verbunden sind, und zwar im wesentlichen in solcher Weise, daß die Antennen, welche in dem Dunn-et-al-Patent dargestellt und beschrieben sind, verbunden sind.
Die Linien aus Xen in Fig. 4 deuten die magnetischen Feldlinien an, und zwar gleichförmig verteilt entlang des Umfanges des ringförmigen dehnbaren Gliedes 36, sich jedoch in der Intensität verändernd in einer exponentiell abnehmenden Weise, als eine Funktion des radialen Abstandes von dem dehnbaren Glied bzw. dem Zugglied. Wie vorangegangen erwähnt, wirkt das dehnbare Glied als eine Primärwicklung eines Transformators, welcher das magnetische Feld mit der Sekundärwicklung 25 in dem Transponder 24 koppelt.
Fig. 5 ist aufgenommen entlang der Linien 5-5 von Fig. 4 und zeigt in einer vergrößerten Ansicht die Anschluß- bzw. Anschlußkabelrahmenverbinder bzw. Konnektoren 78 der integrierten Schaltung 26. Ferner ist das Klebstoff- bzw. Adhäsivmaterial 76 gezeigt, welches bevorzugt an dem Transponder angebracht bzw. aufgebracht ist, vor dessen Einführung in den Reifen. Die Tasche bzw. Fahne bzw. Kemreiterfahne 42 ist dargestellt ebenso wie ein Gummimaterial 80, welches an einer oder beiden Seiten des Transponders 24 aufgebracht bzw. angebracht werden kann, und zwar vor seiner Laminierung in der Reifenstruktur während der Reifenherstellung.
Derzeit wird das Adhäsiv bzw. der Klebstoff 76 in zwei Schritten aufgebracht, bestehend aus einer Primerbeschichtung, gefolgt durch eine Oberschicht bzw. - Beschichtung. Der Primer ist ein kommerzielles Material, hergestellt durch Lord Corporation, Ene, Pennsylvania. Das Material, welches als API 33 angegeben ist, wird durch Bürsten bzw. Sprühen bei einer dünnen Beschichtung bzw. Schicht oder durch Eintauchen aufgebracht bzw. bewirkt, wobei beim Eintauchen Überschuß erlaubt wird, von dem Transponder 24 abzufließen. Trocknung wird bei Raumtemperatur in Luft für 5 bis 10 Minuten durchgeführt, bis die beschichtete Einrichtung berührtrocken bzw. berührungsfest ist.
Die obere Beschichtung bzw. Oberschicht ist ebenfalls ein kommerziell verfügbares Material, hergestellt durch Lord Corporation. Dieses Material, welches bekannt ist als ChemLock 250 wird aufgebracht durch Bürsten bzw. Sprühen bzw. Pinseln auf bzw. als eine dünne Schicht oder durch Eintauchen und Erlauben des Überschusses, von dem Transponder abzufließen. Trocknung erfolgt bei Raumtemperatur in Luft für 5 bis 10 Minuten, bis Beriihrungsfestigkeit bzw. - trockenheit erreicht ist.
Der behandelte Transponder 24 kann angeordnet werden zwischen dünnen Schichten aus Gummi 80 (an nur einer Seite oder an beiden Seiten) und gepreßt bzw. druckbeaufschlagt werden, um Luftbläschen von dem Laminat zu entfernen. Nachfolgend kann der Transponder 24 in dem Reifen 20 angeordnet werden, und zwar während einem Punkt, welcher geeignet ist zur Reifenherstellung, z.B. für den Kernreiter 40 vor dessen Inkorporation in die Reifenstruktur. In der Fig. 2-Anordnung des Transponders 24 würde der Transponder 24 direkt an dem Barrierenmaterial 34 angebracht bzw. aufgebracht, und zwar danach, und das Innenfutter wäre bereits an der Reifenaufbautrommel angebracht bzw. aufgebracht. In der Fig. 3-Anordnung für den Transponder 24 würde der Transponder nach der Behandlung, wie oben angegeben, angeordnet werden zwischen den Kemreiterkomponenten 40a und 40b, und zwar vor dem Zusammenbau bzw. der Anordnung des Kernreiters mit dem ringförmigen dehnbaren Glied oder mit anderen laminierten Reifenkomponenten.
In der vergrößerten Ansicht von Fig. 6, aufgenommen entlang der Linie 6-6 in Fig. 4, ist die Beziehung der Antennenspule 25 bezüglich der anderen Komponenten des Transponders 24 deutlich dargestellt. Die Nähe der Antennenspule 25 zu den Drähten des ringförmigen dehnbaren Gliedes 36 ist angedeutet, sowie auch die verpackte integrierte Schaltung 26 mit ihren Kontakt- bzw. Anschlußrahmenkomponenten 78.
Die integrierte Schaltungspackung bzw. -verpackung 26 und die Kapazität bzw. der Kondensator 68 wie auch die Spulenanschlußdrähte 72 und 74 sind an ihrer Verbindung bzw. Kreuzung bzw. Knotenpunkt mit den bedruckten bzw. gedruckten Schaltplatinenanschlüssen mit einem geeigneten Epoxymaterial 70 oder einem anderen ummantelnden bzw. einkapselnden Material, welches geeignet ist zur Verwendung mit elastomeren Zusammensetzungen und elektronischen Komponenten beschichtet. Materialien, welche derzeit bevorzugt werden, sind HYSOL2 FP4332-E54322 und HYSOL FP4340-E54340, erhältlich von Dexter Corporation, Electronic Materials Div., Olean, NY and Industry, CA.
In Fig. 7 sind die drei zuvor beschriebenen Anordnungen bzw. Orte für den Transponder 24 in diagrammartiger Form dargestellt, und zwar in bezug auf die magnetischen Flußlinien 29, ausgehend von dem ringförmigen dehnbaren Glied 36 während der Transponderabfrage. Wie zuvor erwähnt, wird die Einfachheit der Installation erreicht, wenn der Transponder 24 zwischen der Schicht 32 und dem Kemreiter 40 angeordnet ist. Eine mittlere Menge bzw. ein mittlerer Betrag an Flußkopplung wird an diesem Ort erreicht, da von den magnetischen Flußlinien, deren Konfiguration in dieser Figur lediglich angenähert werden kann, geglaubt wird, daß sie nicht die Fläche schneiden, welche durch die Antennenspule 25 in einer senkrechten Weise eingeschlossen ist. Somit ist der Flußvektor, welcher zu der Spannungserzeugung innerhalb der Antennenspule 25 beiträgt, bestimmt durch den Kosinus des Abweichungswinkels von der Rechtwinkligkeit, und ist geringer als angenommen, wenn mit dem Transponder mittig angeordnet innerhalb des Kernreiters 40, wie es in Fig. 3 gezeigt ist. Andererseits erhöht diese Anordnung die Anzahl der Kemreiterkomponenten 40a und 40b, oder erfordert, daß der Transponder 24 innerhalb eines Schlitzes oder Spaltes in dem Kemreiter 40 eingeführt ist, wie es zuvor erwähnt wurde.
Die Anordnung innerhalb der Reifenstruktur zwischen dem Innenfutter 30 und der Schicht 32 ist aus verschiedenen Gründen wünschenswert, z.B. die frühere Installation während dem Aufbauverfahren, stellt jedoch einen niedrigeren Grad an Kopplung mit dem magnetischen Fluß 29 bereit, als es gewünscht wäre. Jedoch, wenn das Signal, ausgehend von der äußeren bzw. externen Quellenerregerspule 27 (Fig. 11B) groß genug ist, und wenn die Anforderungen der integrierten Schaltungsspannung nicht exzessiv sind, kann diese Anordnung sehr wünschenswert sein.
In einem Reifen, welcher bereits hergestellt ist, kann der Transponder 24 an der axial inneren Seite des Innenfutters 30 oder an der axial äußeren Seite der Reifenseitenwand 44 mittels eines Reifenreparaturmaterials bzw. Reifenklebers bzw. Bandes bzw. Streifens oder ähnlichem Material oder Einrichtung befestigt werden. Dies kann nützlich sein zur Identifikation eines Reifens während dem Runderneuerungsverfahren oder zur nachträglichen Installation eines Transponders. Selbst mit der Installation des Transponders nach der Reifenherstellung kann dieser mit dem ringförmigen dehnbaren Glied 36 zur Abfrage in der zuvor beschriebenen Weise gekoppelt werden.
Mit besonderem Bezug auf Fig. 8 wird der Transponder 24 ohne die zuvor beschriebene Klebstoffbeschichtung 76 beschrieben. Der Transponder ist in einer perspektivischen Ansicht gezeigt, getrennt von dem Reifen. Der Transponder weist seine Antennenspule 25, gebildet aus 70 gebündelten Drehungen von 36 AWG-Kupfermagnetdraht auf. Der Kupferdraht hat eine 180ºC-thermische Klasse, eine Einzellage, eine lötbare Polyesterisolierung mit einer Epoxy-wärmeverklebbaren Überschicht (NEMA MW 26 C), wie kommerziell verfügbar von MWS Wire Industries, Inc., Valencia, California, oder ein Äquivalent. Bevorzugt ist die Spule helikoidalförmig gewunden, und zwar wie es in einer vergrößerten Ansicht in Fig. 6 dargestellt ist, um die Drehungen bzw. Windungen zu bilden, welche gebündelt oder zusammengesammelt sind zum Bilden einer Spule von im wesentlichen planarer Konfiguration.
Die gedruckte Schaltplatine 62 ist bevorzugt ein verstärktes Epoxylaminat mit einer Dicke von 20 mm und hat eine Glasübergangs- bzw. Verglasungstemperatur oberhalb von 175ºC. Ein geeignetes und bevorzugtes Material ist erhältlich als ein "Hochleistungs"-FR-4-Epoxylaminat, Grade 65M90, vertrieben durch Westinghouse Electric Corporation, Copper Laminates Division, 12840 Bradley Avenue, Sylmar, California 91342. Die gedruckte Schaltplatte ist bevorzugt an einer langen Seite der Spule 25 befestigt, bevorzugt in der Mitte der langen Seite, benachbart dem ringförmigen dehnbaren Glied 36, und kann gesichert sein bzw. befestigt sein mit einem Epoxyklebstoff, mechanisch oder beides davon.
Die Strich-Punkt-Linie in Fig. 8 repräsentiert die Ortskurve von Punkten, welche die durch die Spule 25 eingeschlossene Fläche definiert, und ist angeordnet an dem Mittelpunkt von den 70 Drehungen, welche in dieser Ausführungsform in der Spule enthalten sind. Es kann gesehen werden, daß die Spule 25 im wesentlichen flach ist, d.h. die Querschnittsabmessung in der Richtung senkrecht zu der Spulenfläche ist viel, viel geringer als die Breite und die Längenabmessung von solch einer Fläche. Die maximale Abmessung des Spulenbereiches bzw. der Spulenfläche ist definiert als innerhalb der Strich-Punkt-Ortskurvenlinien 23 liegend, wie es in Fig. 8 gezeigt ist, und in der bevorzugten Form ist sie in etwa 6 Inch lang. Die Breite der Antennenspule 25 beträgt in etwa 0,95 Inch, und die Spulendicke in der Richtung senkrecht zu der Spulenfläche bzw. dem Spulenbereich, beträgt in etwa 0,025 Inch, was wesentlich weniger als die 6 Inch Maximalabmessung der Spulenfläche ist. Ferner sollte erwähnt werden, daß die Fläche der Spule 25 deutlich geringer ist als die Fläche, welche durch das ringförmige dehnbare Glied oder den Wulstdraht 36, die Primärwicklung bildend, geschlossen ist. In der Tat ist das Verhältnis der Flächen bzw. Bereiche in der Größenordnung von eins zu einhundert.
Eine Spulenlänge von etwa 4 Inches kann ein praktisches Minimum mit derzeit verfügbaren elektronischen System- und Komponenteneinschränkungen im Zusammenhang der dargestellten Reifenanwendung sein. Spulenlänge, -weite bzw. -breite, Windungen bzw. Drehungen und elektrische Widerstände können verändert werden, um die elektronischen und Reifenanwendungsanforderungen zu erfüllen.
Während der Herstellung der Antennenspule 25 werden die Drehungen bzw. Wicklungen auf eine geeignete Form gewunden bzw. gewickelt. Während die Spule an der Form bzw. in der Form verbleibt, wird ein elektrischer Strom durch die Spule geführt, welcher Wärme erzeugt, welche die verklebbare bzw. verbindbare bzw. Verbindungs- bzw. Bindungsbeschichtung an dem Kupferdraht, welcher die Spule bildet, veranlaßt, zu schmelzen. Die Wicklungen bzw. Drehungen der Spule können so miteinander verklebt bzw. verbunden werden zu einer einheitlichen Struktur vor der Beschichtung des Transponders 24 mit der Klebstoffbeschichtung 76 und der Anwendung der Einrichtung an dem Reifen 20. Die Bindebeschichtung sollte nicht einen Schmelzpunkt aufweisen, welcher unterhalb der höchsten Temperatur liegt, welche angetroffen wird während der Reifenaushärtung.
Die Öffnung oder der Ort bzw. Anordnung 66 in oder an der Schaltplatine 62 ist optional. Der Ort bzw. die Anordnung ist ausgelegt zum Aufnehmen eines Drucktransducers bzw. Meßfühlers oder Sensors, welcher verwendet werden kann, wenn der Transponder zwischen dem Innenfutter 30 und der Schicht 32 angeordnet ist, wie es in Fig. 2 gezeigt ist, oder wenn der Transponder 24 an der axial inneren Seite des Reifens mittels eines Klebstreifens oder einer ähnlichen Einrichtung angeordnet ist.
Der Drucksensor bzw. Druckdetektor bzw. -meßfühler bzw. -meßwertgeber bzw. -transducer kann hergestellt sein aus einem drucksensitiven elastomeren Material, bevorzugt eine veränderlich leitfähige elastomere Zusammensetzung, wie sie beschrieben ist in der US-Patentanmeldung Nr.07/675 842 von Krishnan et al., mit dem Titel "Frequency Sensitive Conductive Rubber Composition". Bei der Verwendung dieses Materials als ein Druckmeßgeber kann die Oberflächenleitfähigkeit gemessen werden über leitfähige Elemente an der Schaltplatine 62 in Kontakt mit der elastomeren Zusammensetzung. Vollmaterialleitfähigkeit kann ebenfalls verwendet werden. Der Druckmeßgeber kann ebenfalls hergestellt sein aus leitfähigen Tinten bzw. Farben, welche an einem Filmmaterial angehaftet sind, wie es z.B. kommerziell verfügbar ist von Tekscan Inc. aus Boston, Massachusetts; die Tekscan-Materialien stellen eine Veränderung in der Leitfähigkeit als eine Funktion des aufgebrachten Druckes bereit. Alternativ kann der Drucksensor, welcher in dem Raum 66 des Transponders 24 angeordnet ist, ein Siliciumpiezo-Widerstandsdrucksensor oder ein Siliciumkapazitiv-Drucksensor sein. Natürlich ist eine geeignete Verbindung mit der integrierten Schaltung 26 erforderlich, und die integrierte Schaltung kann einen Zähler oder ein Register oder andere Einrichtungen zum Digitalisieren der Drucksensordaten und zum Übertragen davon zusammen mit oder getrennt von jeglichen Reifenidentifikationsdaten, welche innerhalb des Speichers, enthalten innerhalb der integrierten Schaltung, enthalten.
Der Drucksensor, welcher mit dem Transponder 24 bevorzugt verwendet wird, wird einen Betriebstemperaturbereich von bis zu 110ºC aufweisen und wird in der Lage sein, eine Herstellungstemperatur von etwa 177ºC auszuhalten. Für LKW-Reifenanwendungen muß der Drucksensor einen Betriebsdruckbereich von 50 bis 120 Pfund pro Quadratinch aufweisen und sollte in der Lage sein, einem Druck zu widerstehen während der Herstellung des Reifens, in welchem er inkorporiert ist, von bis zu 400 Pfund pro Quadratinch. Die Genauigkeit, umfassend die Summe von sämtlichen Beiträgen zu seiner Ungenauigkeit, sollte in der Größenordnung von plus minus 3% bezüglich der Gesamtskala sein. Wiederholbarkeit und Stabilität des Drucksignales muß gegeben sein, wie es erforderlich ist für den angegebenen Genauigkeitsbereich. Natürlich ist ein elektrisches Signal bevorzugt und kann gebildet sein als veränderbare bzw. variable Spannung, Strom, Kapazität oder Widerstand.
Der Druckmeßgeber bzw. Druckmeßfühler ist bevorzugt in oder an der gedruckten Schaltplatine 62 montiert, und zwar wie es am geeignetsten ist zur Auslegung und Verpackung. Eine elektrische Verbindung muß bereitgestellt sein mit der Schaltplatine und dem Schaltkreis innerhalb der integrierten Schaltung 26 des Transponders. Die integrierte Schaltung wird eine Zufuhrspannung bzw. -strom für den Meßfühler bereitstellen, welcher innerhalb des Drucksensors enthalten ist. Abschnitte der Schaltung, welche erforderlich sind zum Wandeln des Signales, welches durch den Druckmeßfühler erzeugt ist, in digitale Daten, welche übertragen werden können durch die integrierte Schaltung 26 während der Transponderabfrage, können in der integrierten Schaltung 26, wie zuvor erwähnt, enthalten sein, oder können enthalten sein in einer getrennten Einrichtung.
Der Drucktransducer bzw. -Meßfühler bzw. -Meßwertgeber kann ein anderes elastomeres Material enthalten, mit einer variablen Leitfähigkeit, wie es z.B. beschrieben ist in R R Juengel, Cabot Corporation, "Compounding for Electrical Conductivity", Technical Report RG-128 (Revision Nr.2). In solch einem Fall wird das Elastomer innerhalb der Öffnung beim Ort 66 sein, welcher in Fig. 4 und 5 angedeutet ist, mit der Ausnahme, daß der Transponder zwischen dem Innenfutter 30 und der kontinuierlichen Schicht 32 angeordnet sein wird, wie es in Fig. 2 gezeigt ist.
Wenn der Druckmeßfühler an der gedruckten Schaltplatine montiert ist, ist die gedruckte Schaltplatine zwischen dem steifen Abschnitt des Reifens angeordnet, welcher gebildet ist durch die kontinuierliche Schicht 32 und/oder den Wulstverstärker 46. Somit wird Druck innerhalb des Luftreifens während dem Aufblasungszustand übertragen werden über bzw. durch das Innenfutter 32 und die Barrierenschicht 34 oder anderes Material zu dem Druckmeßfühler, welcher an der gedruckten Schaltungsplatine montiert ist. Die steife gedruckte Schaltplatine und verstärktes Schichtmaterial 32 und 46 erlaubt es dem Druck, innerhalb des Reifens auf den Druckmeßfühler zu wirken, und zwar mit einer gewissermaßen reduzierten Größe, bedingt durch das Vorhandensein des elastomeren Innenfutters und/oder Barrierenmaterials, welches den Druckmeßfühler bedeckt.
Wenn der Druckmeßfühler eine Piezowiderstandseinrichtung ist, wie eine von jenen, welche gezeigt und beschrieben ist in dem US-Patent Nr.3 893 228, ausgegeben 1975 an George et al., oder in dem US-Patent Nr.4 317 126, ausgegeben 1982 an Gragg Jr., oder ein Siliciumkapazitivdrucksensor ist, wie er dargestellt ist in dem US-Patent Nr.4 701 826, ausgegeben 1987 an Mikkor, wird er bevorzugt eine Größe haben von weniger als 4 Quadratmillimeter. Der Druckmeßfühler kann eine integrale bzw. integrierte bzw. einstückige Schaltung enthalten zur Konvertierung bzw. Umwandlung, z.B. einer Kapazitätsveränderung in eine Spannungs-, einen Strom- oder eine Frequenzveränderung. Die Schaltung bzw. der Schaltkreis zum Generieren der Kapazität- zur Spannungsbzw. Frequenzumwandlung sind dargestellt im US-Patent Nr.4 392 382, ausgegeben 1983 an Myers, und dem US-Patent Nr.4 446 447, ausgegeben 1984 an McNamara.
Weder die thermische Hysterese noch die Druckhysterese des Druckmeßfühlers sollten ein Prozent des Voliskalen- bzw. Vollausschlagssignalausgabebereiches überschreiten. Die Meßfühler- bzw. Transduceransprechzeit nach Spannungsanlegung sollte eine Millisekunde betragen, jedoch könnte diese verlängert werden, um den Strompegel niedrig zu halten, und ist abhängig von den Anforderungen des integrierten Schaltungstransponders und seiner Fähigkeiten, die Druckdaten zusammen mit Reifenidentifikationsdaten zu übertragen. Für PKW- Reifenanwendungen sollte der Druckbere ich zwischen etwa 15 psi bis 60 oder 80 psi liegen.
Wie oben erwähnt, weist die Transponderschaltplatine 62 eine Kapazität bzw. einen Kondensator 68 auf, welcher daran montiert ist und parallel zu der Spule geschaltet ist. Dies bildet eine parallel-resonante Schaltung bzw. eine Schwingkreisschaltung. Da der Großteil der Fläche bzw. des Bereiches der Spule gepaßt ist mit einem elastomeren Material beim Herstellen in den Reifen hinein, welches gleichzeitig und sehr wünschenswert flexibler ist als die zusammengesetzte Struktur, welche die Schicht 32 bildet, wird die Resonanzfrequenz beeinflußt bzw. beeinträchtigt. Eine geeignete Einstellung der Komponenten ist daher erforderlich. Bei einer gewünschten Frequenz von 460,8 KHz muß die Resonanzfrequenz in Luft erhöht werden um etwa 10 KHz.
Fig. 9 und 10 stellen eine alternative Ausführungsform 124 für den Transponder dar. In dieser Ausführungsform wird ein dünner Film bzw. eine dünne Schicht aus Kunststoffmaterial 130, z.B. Kapton Polyimidfilm, hergestellt durch bekannte kommerziell verfügbare Techniken. Eine flache oder "Pfannkuchen"-Spule 125 ist gebildet aus leitfähigen Elementen, welche eingebettet oder aufgebracht sind auf bzw. in das Kunststoffilmmaterial. Dies ist in sehr vergrößerter Form in der teilweisen Schnittaufrißansicht von Fig. 10 gezeigt. In etwa 45 Drehungen bzw. Windungen aus Draht können in dieser Weise bereitgestellt sein, und eine integrierte Schaltung 126 kann mit dem Film verklebt bzw. verbunden sein. Kupferleiter 132 und 134 bilden die Anschlüsse bzw. Kontakte der Spule 125 und sind mit der integrierten Schaltung 126 verbunden. Wenn die Kapazität der Windungen bzw. Wicklungen ungenügend ist zum Erzeugen von Resonanz der Spule, kann ein Kondensator an der Spule befestigt sein, um Resonanz bei der gewählten Frequenz zu erzeugen. Ein Klebstoff bzw. Haftmaterial 176 ist an dem Transponder 124 angebracht, welcher eine längliche Form aufweist, wie es zuvor beschrieben wurde. Eine Gummi- bzw. Kautschuklage 128 kann ebenfalls an einer oder an beiden Seiten des Transponders verwendet werden.
Die Struktur der Fig. 9 und 10 ist insbesondere anwendbar auf die Reifenanordnung, welche in Zusammenhang mit Fig. 2 beschrieben wurde, und kann einen geeigneten Drucksensor enthalten.
Unter Bezugnahme nun auf Fig. 13 ist eine Querschnittsansicht eines Transponders 924 gemäß dem Stand der Technik gezeigt, mit einer integrierten Schaltung 926 und einem zugeordneten Kondensator, welche mit einer Antenne 928 verbunden sind, umfassend eine Kupferspule, welche um einen Ferritkern gewickelt bzw. gewunden ist. Diese Komponenten sind innerhalb eines Glasoder Kunststoffrohres enthalten, welches an beiden Enden gedichtet bzw. abgedichtet ist, und geeignet zur Verwendung in der Tieridentifikation. In der Fig. 12 gemäß dem Stand der Technik ist der Transponder 924, wie dargestellt, angeordnet. Bei dieser Anordnung ist es möglich, mit geeigneter Erregung aus einer Erregerspule 27 (Fig. lib) eine Identifikation an den Punkten P1 oder vielleicht P2, und zwar um einen gewissen Abstand von dem Transponder 924 beabstandet, zu lesen. Jedoch war es nicht möglich, den Transponder 924 aus den Positionen P3 und P4 auszulesen, welche 180º beabstandet von dem Transponder 924 angeordnet sind. (Es wurde herausgefunden, daß die Leistung des Transponders 924 gewissermaßen verbessert werden kann, wenn er radialwärts um einen geringen Abstand von dem ringförmigen dehnbaren Glied 36 beabstandet wird, und wenn die Achse der Spule in dem Transponder parallel zu der Achse des Reifens verläuft.)
Der Transponder 824 stellt die Anordnung der Spulenantenne und die der inte grierten Schaltung 826 dar, wie beschrieben in der PCT-Veröffentlichung, wie sie erwähnt ist in der obigen Hintergrundbeschreibung. Die Spule 825 in der Transponderanordnung 824 hat eine im wesentlichen konstante Beziehung bezüglich der Positionen P1, P2 und P3, welche an der Seitenwand des Reifens angeordnet sind, und mit Bezug auf die Position für den Punkt P4, benachbart oder an dem Profil des Reifens. Mit Bezug auf Fig. 11B kann gesehen werden, daß die Positionen 824, 824' oder 824", wie in der PCT-Veröffentlichung angedeutet, entfernt von dem ringförmigen dehnbaren Glied 36 sind und nicht mit der Primärwicklungs- und Sekundärwicklungsweise koppeln, wie sie in Verbindung mit der vorliegenden Erfindung beschrieben wurde.
Es sollte erwähnt werden, daß in diesem Bezug der Transponder 24 der Erfindung nicht eine konstante Beziehung zu der Seitenwand oder dem Profil des Reifens einhält, sondern angeordnet ist, wie es der Tieridentifikationstyp- Transponder 924 ist. Trotz der nicht-konstanten Beziehung zu dem Profil und der Seitenwand erlaubt die Transponder- und Reifenkombination der Erfindung Transponderabfrage und Übertragung von Reifenidentifikations- oder anderen Daten von jeglichem Ort um den Reifen herum. Kopplung des Transponders 24 mit dem ringförmigen dehnbaren Glied 36 in einer Primär/Sekundär-Transformatorbeziehung ermöglicht dieses.

Claims

1. Luftreifen mit einem Integrierte-Schaltung-Transponder, welcher innerhalb der Struktur des Reifens angeordnet ist, zur Reifenidentifikation oder zur Dateniibertragung, wobei der Reifen zwei beabstandete Wülste umfaßt, welche jeweils ein ringförmiges dehnbares Glied aus gewundenem oder verkabeltem Stahldraht enthalten, wobei der Reifen aufweist ein Profil, Seitenwände, ein Innenfutter und eine Vielzahl von Schichten, wovon zumindest eine eine kontinuierliche Schicht ist, welche sich zwischen den ringförmigen dehnbaren Gliedern erstreckt, wobei jeweilige Enden der kontinuierlichen Schicht axialwärts und radialwärts nach außen um die ringförmigen dehnbaren Glieder herum geschlagen sind, wobei der Transponder getrennte erste und zweite Elektroden und eine Antenne aufweist, mit ersten und zweiten Anschlüssen, welche jeweils mit der ersten und der zweiten Elektrode des Transponders verbunden sind, der Transponder in der Lage ist, ein elektrisches Signal in Antwort auf ein oszillierendes elektromagnetisches Feld zu übertragen, welches von einer Quelle ausgeht, welche in Kontakt mit oder beabstandet von dem Reifen ist, wobei der Luftreifen und der Transponder dadurch gekennzeichnet sind, daß die Antenne eine elektrische Spule aufweist mit einer Vielzahl von gebündelten Windungen und einer Fläche, die durch solche Windungen eingeschlossen ist, wobei der Perimeter der Fläche definiert ist durch die geschlossene Kurve, welche durch die Ortskurve der Punkte definiert ist, welche sich mittig innerhalb der gebündelten Windungen befinden, wobei die Fläche kreisförmig oder länglich ist, mit einem Durchmesser oder einer maximalen Abmessung quer zu der Fläche, wobei die maximale Abmessung größer gleich der Querschnittsabmessung der gebündelten Windungen in der Richtung senkrecht zu der durch die Windungen der Spule eingeschlossenen Fläche ist, wobei die Spule als Sekundärwicklung angeordnet ist, einem der ringförmigen dehnbaren Glieder als Primärwicklung zugeordnet, die Spule zwischen der inneren und der äußeren Fläche des Reifens an einem Ort angeordnet ist, zumindest teilweise das Ende der kontinuierlichen Schicht überlappend, welche um die Primärwicklung herum geschlagen ist, wobei die Spulenfläche wesentlich geringer ist als die durch das Primärwicklungs-ringförmige dehnbare Glied eingeschlossene Fläche, wobei die Spule und das Glied unterschiedliche Achsen aufweisen, so daß die Spule eine sich verändernde Beziehung mit Bezug zu Punkten an den Seitenwänden und dem Profil des Reifens aufweist, wobei das oszillierende elektromagnetische Feld, auf welches der Transponder während der Abfrage anspricht, es einer magnetischen Feld komponente erlaubt, durch die Fläche zu treten, welche durch das Pnmärwicklungs-ringförmige dehnbare Glied eingeschlossen ist, wodurch ein magnetisches Feld veranlaßt wird, die Primärwicklung zu umkreisen, wobei ein Abschnitt des magnetischen Feldes, welches die Primärwicklung umkreist, durch die Fläche tritt, welche durch die Wicklungen der Spule eingeschlossen ist, wodurch, wenn das magnetische Feld ausreichend stark ist, die Übertragung von einem elektrischen Signal des Transponders über die Antenne ermöglicht ist.

2. Luftreifen und Transponder nach Anspruch 1, wobei die Antennenspule im wesentlichen planar ist, die Ebene der Antennenspule im wesentlichen parallel zu der kontinuierlichen Schicht des Reifens verläuft.

3. Luftreifen und Transponder nach Anspruch 1, wobei die Antennenspule, radialwärts außerhalb des ringförmigen dehnbaren Gliedes angeordnet, die Primärwicklung enthält und angeordnet ist zwischen der kontinuierlichen Schicht und dem Abschnitt der kontinuierlichen Schicht, welcher um die Primärwicklung geschlagen ist.

4. Luftreifen und Transponder nach Anspruch 3, wobei die Antennenspule eine längliche Fläche aufweist, welche durch ihre Windungen eingeschlossen ist, und im wesentlichen planar ist, wobei die Ebene der Antennenspule im wesentlichen parallel zu der kontinuierlichen Schicht des Reifens verläuft, und die maximale Abmessung der durch die Windungen der Spule eingeschlossenen Fläche im wesentlichen parallel zu dem Stahldraht verläuft, welcher in dem Primärwicklungs-ringförmigen dehnbaren Glied enthalten ist.

5. Luftreifen und Transponder nach Anspruch 3, wobei der Reifen einen Kernreiter aufweist, welcher zwischen der kontinuierlichen Schicht und dem Ende der Schicht angeordnet ist, welche um die Primärwicklung geschlagen ist, wobei die Antennenspule innerhalb des Kernreiters angeordnet ist.

6. Luftreifen und Transponder nach Anspruch 1, wobei die Antennenspule eine längliche Fläche aufweist und angeordnet ist mit der maximalen Abmessung der länglichen Fläche, sich in der umfänglichen Richtung des Reifens erstreckend.

7. Luftreifen und Transponder nach Anspruch 2, wobei die Antennenspule eine längliche Fläche aufweist und angeordnet ist mit der maximalen Abmessung der länglichen Fläche, sich in der umfänglichen Richtung des Reifens erstreckend.

8. Luftreifen und Transponder nach Anspruch 3, wobei die Antennenspule eine längliche Fläche aufweist und angeordnet ist mit der maximalen Abmessung der länglichen Fläche, sich in der umfänglichen Richtung des Reifens erstreckend.

9. Luftreifen und Transponder nach Anspruch 5, wobei die Antennenspule angeordnet ist mit der maximalen Abmessung der länglichen Fläche, sich in der umfänglichen Richtung des Reifens erstreckend.

10. Luftreifen und Transponder nach Anspruch 2, wobei die Antennenspule zwischen dem Innenfutter des Reifens und der kontinuierlichen Schicht angeordnet ist.

11. Luftreifen und Transponder nach Anspruch 10, wobei die Antennenspule eine längliche Fläche aufweist und angeordnet ist mit der maximalen Abmessung der länglichen Fläche, sich in der umfänglichen Richtung des Reifens erstreckend.

12. Luftreifen und Transponder nach Anspruch 1, wobei die Windungen der Antenne eine flache Spule eines elektrischen Leiters sind, gebildet an oder in einem Filmsubstrat.

13. Luftreifen und Transponder nach Anspruch 1, wobei die Spulenfläche in sich ein elastomeres Material enthält, welches einen Großteil solch einer Fläche ausfüllt, wobei der Transponder einen Kondensator enthält, welcher parallel zu der Spule geschaltet ist, wobei das elastomere Material die Resonanzfrequenz der Spule und des Kondensators beeinflußt.

14. Luftreifen und Transponder nach Anspruch 1, wobei die Antenne die durch ihre Windungen eingeschlossene Fläche mit einem Material gefüllt hat, welches flexibler ist als die zusammengesetzte Struktur, welche die kontinuierliche Schicht bildet.

15. Luftreifen und Transponder nach Anspruch 13, wobei die Antenne länglich ist und angeordnet ist mit der maximalen Abmessung, sich in der umfänglichen Richtung des Reifens erstreckend.

16. Luftreifen und Transponder nach Anspruch 14, wobei die Antenne zwischen dem Innenfutter und der kontinuierlichen Schicht angeordnet ist.

17. Luftreifen und Transponder nach Anspruch 1, wobei der Transponder anregbar ist durch ein magnetisches Feld, welches bei einer Frequenz F oszilliert, welche kleiner gleich 490 KHz ist, wobei die Übertragungsfeldstärke in Mikrovolt pro Meter geringer ist als 2400/F bei einem Abstand von der Übertragungsquelle von 300 Metern, wobei der Transponder in der Lage ist, bei solch einem Frequenz- und Feldstärkepegel angeregt zu werden, unter Verwendung einer Übertragungsantenne, welche nahe der Primärwicklung angeordnet ist, jedoch bei einem Ort mit Bezug zu der Primärwicklung, welcher um 1800 von dem Ort des Transponders beabstandet ist.

18. Luftreifen und Transponder nach Anspruch 17, wobei die kontinuierliche Schicht Stahlkord-verstärkt ist.

19. Luftreifen und Transponder nach Anspruch 10, wobei der Transponder einen Drucksensor enthält, welcher zwischen dem Innenfutter des Reifens und der kontinuierlichen Schicht angeordnet ist, wobei der Drucksensor ansprechend auf Druck innerhalb des Luftreifens ist, welcher auf den Sensor durch das Innenfutter wirkt.

20. Luftreifen und Transponder nach Anspruch 11, wobei der Transponder einen Drucksensor enthält, welcher zwischen dem Innenfutter des Reifens und der kontinuierlichen Schicht angeordnet ist, wobei der Drucksensor ansprechend auf Druck innerhalb des Luftreifens ist, welcher auf den Sensor durch das Innenfutter wirkt.

21. Luftreifen und Transponder nach Anspruch 12, wobei der Transponder einen Drucksensor enthält, welcher zwischen dem Innenfutter des Reifens und der kontinuierlichen Schicht angeordnet ist, wobei der Drucksensor ansprechend auf Druck innerhalb des Luftreifens ist, welcher auf den Sensor durch das Innenfutter wirkt.

22. Luftreifen und Transponder nach Anspruch 19, wobei der Drucksensor einen Druckmeßgeber enthält, ausgewählt aus der Gruppe, bestehend aus einem Piezowiderstandsmeßwertgeber, einem Silicium-Kapazitiv-Druckmeßfühler, einem variablen Widerstandslaminat aus leitfähiger Farbe und einer variablen Leitfähigkeitselastomerzusammensetzung, wobei der Druckmeßwertgeber elektrisch mit der integrierten Schaltung des Transponders gekoppelt ist, die integrierte Schaltung das Ansprechen des Druckmeßwertgebers zu digitalen Daten umwandelt, welche durch den Transponder während der Transponderabfrage übertragen werden.

23. Luftreifen und Transponder nach Anspruch 1, wobei die integrierte Schaltung des Transponders an einer gedruckten Schaltplatine montiert ist, welche an der Spule befestigt ist.

24. Luftreifen und Transponder nach Anspruch 23, wobei die Antennenspule eine längliche Fläche aufweist und im wesentlichen planar ist, wobei die Ebene der Antennenspule im wesentlichen parallel zu der kontinuierlichen Schicht des Reifens verläuft, die maximale Abmessung der durch die Windungen der Spule eingeschlossenen Fläche im wesentlichen parellel zu dem Stahldraht verläuft, welcher in dem Primärwicklungs-ringförmigen dehnbaren Glied enthalten ist, und die gedruckte Schaltplatine an der langen Seite der Antennenspule befestigt ist.

25. Luftreifen und Transponder nach Anspruch 24, wobei der Transponder einen Drucksensor enthält und zwischen dem Innenfutter des Reifens und der kontinuierlichen Schicht angeordnet ist, wobei der Drucksensor einen Druckmeßwertgeber enthält, welcher an oder in der gedruckten Schaltplatine montiert ist, wobei der Drucksensor ansprechend auf Druck innerhalb des Luftreifens ist, welcher auf den Meßwertgeber durch das Innenfutter wirkt.

26. Luftreifen und Transponder nach Anspruch 24, wobei die gedruckte Schaltplatine an dem Mittelabschnitt der langen Seite der Spule befestigt ist, benachbart zu dem ringförmigen dehnbaren Glied, wobei die gedruckte Schaltplatine nicht an der anderen langen Seite der Spule befestigt ist.

27. Luftreifen und Transponder nach Anspruch 26, wobei die gedruckte Schaltplatine eine Vielzahl von Öffnungen aufweist, weiche mit elastomerem Material gefüllt sind, um somit die Anhaftung des Transponders an dem Rest der Reifenstruktur zu verbessern.

28. Luftreifen und Transponder nach Anspruch 2, wobei der Transponder sich in einem Material befindet, welches an der Seitenwand oder dem Innenfutter des Reifens befestigt ist.

29. Luftreifen und Transponder nach Anspruch 6, wobei der Transponder sich in einem Material befindet, welches an der Seitenwand oder dem Innen futter des Reifens befestigt ist.

30. Luftreifen und Transponder nach Anspruch 1, wobei die Antennenspule, welche aus Kupferdraht, beschichtet mit einem verklebbaren Material mit einer Schmeiztemperatur oberhalb der Temperatur, welche durch den Transponder angetroffen wird während der Herstellung des Reifens, gebildet ist.