BERGER CHRISTOPH (DE)
BUSCHE JOACHIM (DE)
WO2007127220A2 | 2007-11-08 | |||
WO2000042569A1 | 2000-07-20 | |||
WO2013034969A1 | 2013-03-14 | |||
WO2016105687A1 | 2016-06-30 | |||
WO2007127106A2 | 2007-11-08 |
US20100123584A1 | 2010-05-20 | |||
US20160229234A1 | 2016-08-11 | |||
EP2995474A1 | 2016-03-16 | |||
US20110095891A1 | 2011-04-28 |
Patentansprüche 1. Fahrzeugreifen mit einem Laufstreifen, einem Reifengürtel, einer Reifenkarkasse mit mindestens einer Karkasslage, Seitenwänden (7) und einem Reifenwulst (8) mit einem Reifenkern (4) sowie einem Kernreiter (5), wobei der Transponder (1) einen Transponderchip (6) und eine an den Transponderchip (6) angebundende Antenne (2, 3) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass der Transponder (1) mindestens einen Sensor (20, 21) zur Erfassung von physikalischen Messdaten vom Fahrzeugreifen umfasst, wobei die erfassten Messdaten über eine Funkverbindung zu einer Sende- und Empfangseinheit übertragen werden. 2. Fahrzeugreifen nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass der Sensor (20) als Bauteil direkt am Transponder (1) integriert ist. 3. Fahrzeugreifen nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Sensor (20, 21) einen Temperatursensor umfasst. 4. Fahrzeugreifen nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Sensor (21) einen Profiltiefensensor umfasst. 5. Fahrzeugreifen nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Sensor (20, 21) einen Kraftsensor und/oder einen Drucksensor umfasst. 6. Fahrzeugreifen nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die erfassten Messdaten in einer Parkposition des Fahrzeuges zu einer Sende- und Empfangseinheit übertragen werden, wobei die Sende- und Empfangseinheit fest in der Umgebung der Parkposition des Fahrzeuges installiert ist. 7. Fahrzeugreifen nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die erfassten Messdaten an eine zentrale Empfangseinheit von einem Fuhrparkmanagement weitergeleitet werden. 8. Fahrzeugreifen nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Transponder (1) im Bereich des Reifenwulstes (8) angeordnet ist. 9. Fahrzeugreifen nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Transponder (1) mit seinen beiden Antennenteilen (2, 3, 14, 15) in Umfangsrichtung zum Reifenkern (4) ausgerichtet ist. 10. Fahrzeugreifen nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Transponder (1) ein folienförmiger RFID-Transponder (10) ist, wobei der Transponder-Chip (6) und die Antennen (2, 3) in einer Trägerfolie (16) eingebettet sind. 11. Fahrzeugreifen nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Trägerfolie (16) eine Materialdicke von kleiner als 1mm besitzt. 12. Fahrzeugreifen nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Trägerfolie (16) aus einem flexiblen Kunststoff besteht. |
Die Erfindung betrifft einen Fahrzeugreifen. Es ist bekannt, Fahrzeugreifen mit unterschiedlichen Sensoren zu versehen.
Aus dem Stand der Technik sind unterschiedliche Konzepte bekannt, Sensoren am Reifen anzuordnen. Alle herkömmlichen Konzepte besitzen unterschiedliche Nachteile.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, Fahrzeugreifen mit Sensoren zu verbessern.
Gelöst wird die Aufgabe gemäß dem Oberbegriff und den kennzeichnenden Merkmalen von Anspruch 1 dadurch, dass
der Transponder mindestens einen Sensor zur Erfassung von physikalischen Messdaten vom Fahrzeugreifen umfasst,
wobei die erfassten Messdaten über eine Funkverbindung zu einer Sende- und
Empfangseinheit übertragen werden.
Ein Vorteil der Erfindung ist insbesondere darin zu sehen, dass auf diese Weise Sensoren im Fahrzeugreifen auf einfache Weise angeordnet werden können. Ein wesentlicher Vorteil eines Transponders besteht darin, dass dieser keine eigene Energieversorgung benötigt. Der Transponder wird über eine elektromagnetische Strahlung mit Energie versorgt, und die erfassten Messdaten werden per Funksignal an eine zentrale Sende- und Empfangseinheit übertragen. Die Energieversorgung des integrierten oder angeschlossenen Sensors erfolgt ebenfalls über die elektromagnetische Strahlung, die der Sender beim Senden und Empfangen empfängt. Der Sensor muss dadurch nicht mit einer eigenen Energieversorgung, zum Beispiel in Form einer Batterie, ausgerüstet werden. In einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass der Sensor als Bauteil direkt am Transponder integriert ist.
Dadurch lässt sich der Transponder mit dem integrierten Sensor auf einfache Weise im oder am Reifen integrieren. Insbesondere lässt sich der Transponder mit dem Sensor einfach zwischen Reifenbauteilen platzieren.
In einer weiteren vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass der Sensor einen Temperatursensor umfasst.
Auf diese Weise lassen sich Temperaturen an bestimmten Reifenbauteilen auf einfache Weise erfassen.
In einer weiteren vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass der Sensor einen Profiltiefensensor umfasst.
Bei der Profiltiefe ist es ausreichend, diese Messgröße nur bei bestimmten
Wartungsintervallen zu erfassen.
Bei dieser Ausführung ist der Profiltiefensensor unterhalb oder im Laufstreifen des Fahrzeugreifens angeordnet.
In einer weiteren vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass der Sensor einen Kraftsensor und/oder einen Drucksensor umfasst.
Mit Kraftsensoren lassen sich auf einfache Weise bestimmte Belastungen in
Reifenbauteilen einfach erfassen.
In einer weiteren vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass die erfassten Messdaten in einer Parkposition des Fahrzeuges zu einer Sende- und
Empfangseinheit übertragen werden,
wobei die Sende- und Empfangseinheit fest in der Umgebung der Parkposition des Fahrzeuges installiert ist. Eine Anwendung wäre beispielsweise die, dass das Fahrzeug sich in einer Werkstatt befindet und in Parkposition neben der Hebebühne eine Sende- und Empfangseinheit fest installiert ist. Diese Sende- und Empfangseinheit startet ein Abfragesignal und erhält anschließend die Messdaten, die mit dem Transponder erfasst werden. Die Mitarbeiter der Werkstatt können dann entsprechende Maßnahmen treffen, die mit den erfassten
Messdaten in Verbindung stehen. Die Messdaten können beispielsweise einen Hinweis darauf geben, dass der Fahrzeugreifen ersetzt werden muss, weil an bestimmten
Reifenbauteilen Beschädigungen detektiert worden sind. In einer weiteren vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass die erfassten Messdaten an eine zentrale Empfangseinheit von einem Fuhrparkmanagement weitergeleitet werden.
Das Fuhrparkmanagement würde beispielsweise Informationen zu der Profiltiefe der einzelnen Fahrzeugreifen erhalten. Anschließend könnte das Fuhrparkmanagement mit diesen Daten ermitteln, wann an dem Fahrzeug der nächste Reifenwechsel erforderlich ist.
In einer weiteren vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass der Transponder im Bereich des Reifenwulstes angeordnet ist.
Der Reifenwulst eignet sich besonders für die Platzierung von Transpondern, weil die Dauerbelastung in diesem Bereich des Fahrzeugreifens relativ gering ist. Der Transponder mit dem Sensor kann jedoch auch in der Seitenwand oder im Bereich des Laufstreifens angeordnet sein, um in diesen Bereichen Messdaten zu erfassen.
In einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass die
Höhenabmessung in radialer Richtung des Fahrzeugreifens zwischen dem Transponder und der oberen Spitze des Kernreiters mindestens 5 mm beträgt.
Dadurch ist der Transponder in einem Bereich des Reifenwulstes angeordnet in dem die mechanische Beanspruchung im Fahrbetrieb des Fahrzeugreifens relativ gering ist. In einer weiteren vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass der
Transponder auf der zur Seitenwand gerichteten Außenseite des Kernreiters angeordnet ist. Dadurch läßt sich von außen eine einfache Funkverbindung mit einer hohen Signalqualität zum Transponder realisieren.
In einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass der Transponder mit seinen beiden Antennenteilen in Umfangsrichtung zum Reifenkern ausgerichtet ist. Dadurch besitzt der Transponder eine optimale Ausrichtung im Reifenwulst, um eine optimale Sende- und Empfangsleistung zu gewährleisten.
In einer weiteren vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass der Transponder ein folienförmiger RFID-Transponder ist,
wobei der Transponder-Chip und die Antennen in einer Trägerfolie eingebettet sind.
Folienförmige RFID-Transponder besitzen eine sehr geringe Materialdicke. Durch die hohe Biegsamkeit dieser Transponder sind sie besonders für den Einsatz zwischen
Reifenbauteilen geeignet.
Bei einer alternativen Ausführungsform ist der Transponder einseitig auf einer Trägerfolie aufgebracht.
In einer weiteren vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass die Trägerfolie eine Materialdicke von kleiner als 1mm besitzt.
Bei dieser Materialdicke besitzt der folienförmige RFID-Transponder eine besonders hohe Flexibilität. Das flexible Kunststoffmaterial lässt sich gut mit dem Gummimaterial der umgebenden Reifenbauteile verbinden.
In einer weiteren vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass die Trägerfolie aus einem flexiblen Kunststoff besteht.
In einer weiteren vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass der folienförmige Transponder eine zusätzliche Materialbeschichtung aufweist.
Durch diese Materialbeschichtung lässt sich die Verbindung zu den angrenzenden
Reifenbauteilen verbessern. In einer weiteren vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass der Transponder eine Breite zwischen 3 und 15 mm sowie eine Länge zwischen 30 und 80 mm aufweist.
Bei diesen Abmessungen des Transponders lässt sich dieser auf einfache Weise zwischen den Reifenbauteilen anordnen.
In einer weiteren vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass der Transponder ein Transponder mit zwei spiralförmigen Antennen ist.
Diese Art von Transpondern weisen eine hohe Dauerhaltbarkeit auf und eigenen sich daher für den Einsatz zwischen Reifenbauteilen.
In einer weiteren vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass der Transponder mit den zwei spiralförmigen Antennen zwischen zwei Materialagen aus Gummimaterial eingebettet ist.
Dadurch wird die Dauerhaltbarkeit des Transponders wesentlich verbessert.
In einer weiteren vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass der Transponder bei der Vorkonfektionierung der Reifenbauteilgruppe aus Reifenkern und Kernreiter aufgebracht wird.
Der Transponder lässt sich bei der Vorkonfektionierung dieser Reifenbauteilgruppe einfach auf der Außenseite des Kernreiters platzieren.
Anhand mehrerer Ausführungsbeispiele soll die Erfindung näher erläutert werden. Es zeigen:
Fig. 1 : einen Reifenwulst
Fig. 2: eine Aufsicht auf den folienförmige RFID-Transponder
Fig. 3: eine Aufsicht auf den Transponder mit spiralförmigen Antennen Die Figur 1 zeigt schematisch den Querschnitt eines Reifenwulstes 8. Bei diesem
Ausführungsbeispiel ist der Transponder 1 mit einem integrierten Sensor im Reifenwulst 8 angeordnet. Der Transponder mit einem integrierten Sensor kann auch an anderen Stellen im Fahrzeugreifen angeordnet sein. Weitere bevorzugte Positionen für Transponder mit Sensoren sind Bereiche der Seitenwand, Bereiche des Laufstreifens oder aber Bereiche in der Gürtellage des Fahrzeugreifens. Der Transponder 1 ist im Reifenwulst z. B. zwischen dem Kernreiter 5 und dem äußeren Lagenumschlag 17 der Karkasslage 6 angeordnet. Die Karkasslage 6 bildet im Reifenwulst 8 einen Lagenumschlag 17, der um den Kernreiter 5 und den Reifenkern 4 herumgeführt ist. Der Reifenkern 4 umfasst eine Vielzahl von Drahtkernen und hat daher eine sehr hohe Materialsteifigkeit. Durch diese
Materialsteifigkeit des Reifenkerns ist der Transponder in einer besonders beruhigten Materialzone des Fahrzeugreifens angeordnet, die nur geringen Materialbelastungen ausgesetzt ist.
Um den Kernreiter 5 und den Reifernkern 4 ist optional eine zusätzliche Gummilage 9 angeordnet, die ebenfalls als„Flipper-Bauteü" bezeichnet wird.
Bei dieser zweiten Ausführung ist der Transponder 1 zwischen der Gummilage 9 und dem Lagenumschlag 9 angeordnet.
Die Höhe 18 zwischen Transponder 1 und Unterseite des Kernreiters 5 beträgt mindestens 3 mm, vorzugsweise mindestens 5 mm oder mindestens 7 mm. Durch die höhere
Positionierung des Transponders 1 läßt sich die Signalübertragung zum Empfangsgerät besser realisieren.
Außerdem beträgt die Höhe 19 zwischen Transponder 1 und der Spitze des Kernreiters 5 mindestens 5 mm, , vorzugsweise mindestens 7 mm oder mindestens 9 mm.
Die Daten des Transponders lassen sich dadurch sehr gut mit einem externen Lesegerät auslesen.
Die Figur 2 zeigt eine Aufsicht auf den folienförmigen RFID-Transponder. Der
Transponder umfasst im Wesentlichen in der Mitte den Transponder-Chip 6 und die beiden angebundenen Antennen 2 und 3. Im dargestellten Transponder ist ein Sensor 20 integriert. Bei diesem Sensor kann es sich beispielweise um einen Temperatursensor oder einen Kraftsensor handeln.
Alle Bauteile sind in eine Trägerfolie 11 eingebettet, die aus Kunststoff besteht und eine hohe Flexibilität besitzt. Die Materialdicke des folienförmigen RFID-Transponders beträgt weniger als 1 mm. Die Länge 16 des Transponders beträgt zwischen 30 und 80 mm. Die Breite 15 des Transponders beträgt zwischen 3 und 15 mm.
Die Figur 3 zeigt ein Ausführungsbeispiel für einen Transponder mit zwei spiralförmigen Antennen 13 und 14, die an den Transponder-Chip 6 angebunden sind.
Die Antennen 13 und 14 bestehen aus einem Metall und besitzen eine hohe
Dauerfestigkeit.
Der Transponder 13 kann optional zwischen zwei Materialstreifen aus Gummi eingebettet sein, bevor er bei der Vorkonfektionierung zwischen dem Reifenkern und dem Kernreiter platziert wird.
Bei dieser Ausführung ist der Transponder 13 beispielsweise über eine Kabelverbindung mit einem externen Sensor 21 verbunden. Der externe Sensor 21 wird über den
Transponder mit Energie versorgt und leitet seine Messdaten an den Transponder. Bei dem Sensor 21 kann es sich beispielsweise um einen Temperatursensor oder einen
Profiltiefensensor handeln, der beispielsweise im Laufstreifen angeordnet ist.
Bezugszeichenliste
(ist Teil der Beschreibung)
1 Transponder
2 linke Antenne
3 rechte Antenne
4 Reifenkern
5 Kernreiter bzw. Apex
6 Karkasslage
7 Seitenwand
8 Reifenwulst
9 Gummilage
10 Folienförmiger RFID-Transponder
11 Trägerfolie
12 Länge des Folienförmigen RFID-Transponders
13 Transponder mit zwei spiralförmigen Antennen
14 Linke spiralförmige Antenne
15 Rechte spiralförmige Antenne
16 Länge des Transponders
17 Äußere Lagenumschlag der Karkasslage
18 Höhe zwischen Transponder und Unterseite des Kernreiters
19 Höhe zwischen Transponder und Spitze des Kernreiters
20 Im Transponder integrierter Sensor (z.B. Temperatursensor)
21 Mit dem Transpoder verbundener Sensor (z.B. Profiltiefensensor)