DE69711790T2

DE69711790T2 - Reifensensor

Info

Publication number: DE69711790T2
Application number: DE69711790T
Authority: DE
Inventors: Frederick Vernon Prottey
Original assignee: Sumitomo Rubber Industries Ltd
Current assignee: Sumitomo Rubber Industries Ltd
Priority date: 1996-09-13
Filing date: 1997-09-11
Publication date: 2002-09-26
Anticipated expiration: 2017-09-12
Also published as: EP0829382A2; US5877679A; EP0829382B1; GB9619181D0; EP0829382A3; DE69711790D1; JPH10115625A

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Sensor für einen Luftreifen und insbesondere einen Sensor zum Messen der Zahl der Umdrehungen des Reifens im Betrieb und zum Erzeugen eines das Ergebnis anzeigenden Ausgangssignals.
Es war lange Zeit ein Ziel bei der Reifen- und Fahrzeug-Entwicklung, fähig zu sein, wirksam einen Reifenzustand, insbesondere seinen Druck und den zurückgelegten Weg zu überwachen. Reifendrucküberwachung wurde angegangen durch verschiedene Mittel einschließlich der Verwendung einer integral mit dem Reifen angebrachten Detektoreinheit, die auf Anforderung, oder in manchen Fällen kontinuierlich, ein Reifendrucksignal abgibt. Eine derartige Detektoreinheit ist aus US-A-4 862 486 bekannt.
Es ist ein Ziel der vorliegenden Erfindung, einen Sensor und ein Mittel zum Erfassen der Anzahl von Umdrehungen eines einzelnen Reifens zu schaffen, der erforderlichenfalls in dem integral mit dem Reifen aufgebauten Reifendrucksensor aufgenommen werden kann.
Dementsprechend schafft ein Aspekt der vorliegenden Erfindung einen Sensor zum Zählen der Umdrehungen eines Luftreifens an einem Fahrzeug, wie in Anspruch 1 dargelegt.
Der Sensor kann ein elektronisches Bauteil sein, und dann ist die Signalverarbeitungseinheit eine Elektronikschaltung. Die Elektronikschaltung enthält bevorzugt einen Sender und einen Speicher zum Speichern des Ausgabesignals. Der Sender kann kontinuierlich beim Einsatz des Fahrzeugs arbeiten oder nach Empfang einer Abfrage-Anforderung von einem externen Detektor.
Ein bevorzugtes Kraftmesselement umfasst einen auf Kraft ansprechenden Widerstand, dessen Widerstandswert durch die elektronische Schaltung überwacht wird.
Die Erfindung enthält auch einen Reifen, der durch einen Sensor zum Zählen der Umdrehungen des Reifens, wie oben angeführt, gekennzeichnet ist.
Gemäß einem abschließenden Aspekt der Erfindung umfasst die Erfindung ein Verfahren zum Zählen der Umdrehungen eines Luftreifens an einem Fahrzeug, wie in Anspruch 7 dargestellt.
Weitere Aspekte der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden, nur beispielsweise gegebenen Beschreibung einer Ausführungsform der Erfindung in Verbindung mit den beigefügten schematischen Zeichnungen, in welchen:
Fig. 1 einen an der Innenfläche des Reifens angebrachten Sensor zeigt;
Fig. 2 eine Draufsicht auf einen Sensor des Reifens ist.
Wie in Fig. 1 zu sehen, umfasst der Sensor ein starres Grundteil 1, das rechteckig mit Abmessungen von ca. 38 mm · 33 mm ist. An der Mitte einer Seite des starren Grundteils 1 ist ein Kraftmesselement 2 angebracht, welches einen Kraftmesswiderstand umfasst, der die Form einer Scheibe mit einem Durchmesser von 7-8 mm und einer Dicke von etwa 0,5 mm hat. Der Kraftmesswiderstand ist an einer (nicht gezeigten) an dem starren Grundteil angebrachten Elektronikschaltung angeschlossen, welche den Widerstandswert des Kraftmesswiderstandes erfasst. Zusätzliche Elektronikbestandteile sind vorgesehen, um einen Zähler zu bilden, der zählt, wie oft der Kraftmesswiderstand eine bestimmte vorgegebene Widerstandsschwelle durchläuft, die, wie später beschrieben wird durch die angelegte Kraft verursacht wird. Ein elastisches Verbindungselement 3, welches aus einem dichten Schaummaterial besteht, ist an dem Kraftmesswiderstand 2 angeklebt. Der Querschnitt des Verbindungselementes 3 ist passend zum Erfassungsbereich des Kraftmesswiderstandes gewählt.
Ein geeigneter Kraftmesswiderstand ist von der Firma Interlink unter Kode-Nr. FSR 149 erhältlich, doch können auch andere derartige Geräte eingesetzt werden.
Der Sensor ist an der Innenfläche I eines Reifens unterhalb des Laufstreifenbereichs angebracht. Er ist so angebracht, dass die längere, 38 mm lange Seite sich in der Umfangsrichtung der Laufstreifen-Mittellinie erstreckt und ist vorzugsweise an der Mittellinie des Reifenlaufstreifens angebracht, um sicherzustellen, dass der Sensor von den Kanten des Laufstreifenbereichs entfernt liegt. Der Sensor ist an der Innenauskleidung des Reifens durch vier Verbindungen oder Säulen 4 von ca. 10 mm Durchmesser aus einem Kleber angebracht, der einen Einkomponenten- Schnellaushärtekleber mit mittlerem Modul auf Polyurethan-Basis umfasst, wie beispielsweise den Kleber SIKAFLEX 221-A von der Firma SIKA Ltd. Die Klebersäulen 4 sind so hergestellt, dass sie eine ausreichende Länge haben, damit das aus dichtem Schaumkleber bestehende Verbindungselement 3 mit der Innenfläche I des Reifens in Berührung ist, wenn der Reifen sich im normalen nicht aufgepumpten und nicht abgebogenen Zustand befindet. Ein bevorzugter Weg zum Anbringen der Klebersäulen 4 mit dieser Länge besteht darin, an der radial äußeren Fläche des Verbindungselementes 3 eine selbstklebende Fläche zu schaffen, die sich an die Innenauskleidung des Reifens anhängt, wenn der Sensor daran angebracht wird, und den Sensor bis zum Aushärten des Klebers lokalisiert.
Bei der sich ergebenden Anordnung ist der Kraftmesswiderstand in einem im Wesentlichen unbelasteten Zustand, wenn der Reifen seine Normalkrümmung aufweist. Beim Einsatz des Fahrzeugs wird, sobald dieser Teil des Reifens in den Aufstandsfleck eintritt und ihn wieder verlässt, der Krümmungsradius der Umfangs-Mittellinie des Reifens infolge der Abflachung des Reifens beim Aufliegen auf der Straße erhöht. Das ergibt das Anlegen einer Druckkraft an den Kraftmesswiderstand 2 infolge der Verringerung des Abstandes desselben von der Innenfläche des Reifens. Außerordentliche Druckkräfte, durch welche die Klebersäulen 4 übermäßig belastet werden könnten, werden durch Komprimieren des Verbindungselementes 3 verhindert.
Damit wird jedes Mal, wenn der Reifen sich dreht und der Sensor den Aufstandsfleck durchläuft, eine Kraft an den Kraftmesswiderstand angelegt, wodurch dessen Widerstandswert sich ändert, und die Elektronikschaltung zählt die Anzahl dieser Änderungen. Der Zählwert wird in einem Speicher gespeichert und entweder an einen an dem Fahrzeug angebrachten Empfänger oder, mehr bevorzugt, an einen externen Sensor übertragen, der mit geringem Abstand von dem Reifen, jedoch außerhalb desselben angebracht ist, und bei Anforderung durch ein externes Gerät den Zählwert abgibt.
Dementsprechend erlaubt der Sensor eine Abfrage an den Reifen, wievielen Ablenkungen er unterworfen wurde, und das Ausgangssignal kann je nach Bedarf in Meilen oder Kilometern geeicht werden. Es ist offensichtlich, dass das starre Grundteil auch Druck-, Temperatur- und andere Sensor enthalten kann, so dass erforderlichenfalls ein für den bestimmten Reifen relevanter Datensatz übertragen werden kann.
Das Verbindungselement 3 kann jede geeignete Nachgiebigkeit besitzen, die so ausgewählt wird, dass eine für den benutzten Sensor ausreichende Druckkraft zum Erzeugen einer zählbaren Änderung übertragen wird.

Claims

1. Sensor zum Zählen der Umdrehungen eines Luftreifens an einem Fahrzeug, mit einem starren Grundteil (1) zum Anbringen an der radial inneren Fläche (I) des Reifen-Laufstreifenbereichs durch mindestens zwei voneinander beabstandete Montage-Verbindungen (4), mit einem zwischen den Montage-Verbindungen an dem Grundteil (1) angebrachten Kraftmesselement (2) und mit einem elastischen Verbindungselement (3) zum Verbinden des Kraftmesselements mit der Innenseite des Laufstreifenbereichs, so dass bei Drehung des Reifens infolge der Änderungen des Krümmungsradius des Umfangs des in Berührung mit der Straße stehenden Reifenlaufstreifens eine Kraftveränderung an das Kraftmesselement angelegt wird, um ein zählbares Ausgangssignal zu erzeugen, und mit Mitteln zum Verarbeiten des Ausgangssignals.

2. Sensor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Sensor ein elektronisches Bauteil ist, und dass eine Signalverarbeitungseinheit an dem Grundteil (1) vorgesehen ist.

3. Sensor nach Anspruch 2, gekennzeichnet durch einen an dem Grundteil (1) angebrachten elektronischen Datensender.

4. Sensor nach Anspruch 2 oder 3, gekennzeichnet durch einen Datenspeicher an dem Grundteil, um eine Speicherung von Daten für späteres Abfragen durch einen außerhalb des Reifens befindlichen Sensor zuzulassen.

5. Sensor nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Kraftmesselement (2) einen auf Kraft ansprechenden Widerstand umfasst, dessen Widerstandswert sich mit der an den Widerstand angelegten Kraft ändert.

6. Reifen, der einen Sensor nach einem der Ansprüche 1 bis 5 zum Zählen von Umdrehungen des Reifens im Betrieb an einem Fahrzeug umfasst.

7. Verfahren zum Zählen der Umdrehungen eines Luftreifens an einem Fahrzeug, gekennzeichnet durch Benutzen eines an einem starren Grundteil angebrachten Kraftsensors, wobei das Grundteil an der radial inneren Fläche des Laufstreifenbereiches des Reifens an zwei Punkten in Umfangsrichtung vor und hinter dem Kraftsensor angebracht ist, und durch ein elastisches Verbindungselement zur Kraftübertragung von der Innenfläche des Reifenlaufstreifens zu dem Kraftmesselement, um eine Bewegung der Innenfläche des Reifenlaufstreifenbereichs zu erfassen, wenn der Laufstreifenbereich durch den Reifenaufstandsfleck an der Straße hindurchgeht, durch Abnehmen eines zählbaren Signals von dem Sensor, Zählen des Signals zum Erzeugen eines der Anzahl von Umdrehungen des Reifen äquivalenten Ergebnisses und Übertragen des Ergebnisses zu einer Anzeige.

8. Verfahren nach Anspruch 7, bei dem der Kraftsensor ein auf Kraft ansprechender Widerstand ist, wobei das zählbare Signal als eine Veränderung des Widerstandswerts erzeugt wird, und elektronische Schaltungsmittel an dem starren Grundteil zum Erzeugen der Ergebnisse eingesetzt werden.