FAHRZEUGREIFEN M IT INTEGRIERTEN LEITERBAHNEN

Die Erfindung betrifft einen Fahrzeugreifen. Reifenmodule werden im Reifen für verschiedene Aufgaben eingesetzt. Zu den Aufgaben gehören z.B. eine Luftdrucküberwachung oder eine Temperaturmessung im Reifen.

Moderne Reifenmodule umfassen ein Elektronikmodul, in dem Sensorelemente und andere elektronische Bauteile angeordnet sind. Ein Beispiel für ein solches Reifenmodul offenbart die DE 102 43 441 AI .

Bei herkömmlichen Fahrzeugreifen, die beispielsweise mit einem

Reifendruckkontrollmesssystem ausgestattet sind, ist es bislang nicht möglich, das Reifendruckkontrollsystem mit weiteren Sensoren im Reifen zu verbinden. Hierzu fehlt eine Infrastruktur, um die Sensoren im Reifen miteinander zu verbinden. Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Fahrzeugreifen bereitzustellen, bei dem dem einzelne Sensoren auf einfache Weise untereinander und/oder mit einer

Zentraleinrichtung verbunden werden können.

Gelöst wird die Aufgabe gemäß dem Oberbegriff und den kennzeichnenden Merkmalen von Anspruch 1 dadurch, dass

mindestens eine elektrisch leitende Leiterbahn in Umfangsrichtung im Fahrzeugreifen angeordnet ist,

wobei an einer Position der Leiterbahn mindestens ein Sensor zur Erfassung von

Reifeneigenschaften mit einer Steckverbindung an der Leiterbahn angeschlossen ist. Ein Vorteil der Erfindung ist insbesondere darin zu sehen, dass einzelne Sensoren auf einfache Weise untereinander und/oder mit einer Zentraleinrichtung verbunden werden können.

Die Sensoren weisen auf ihrer Unterseite Verbindungselemente auf, die über eine

Steckverbindung mit einer Leiterbahn im Fahrzeugreifen verbunden werden. Die Sensoren können dadurch auf einfache Weise und schnell an die Leiterbahn angeschlossen werden, um eine elektrische Verbindung zu realisieren. Dadurch ist es insbesondere nicht erforderlich, elektrische Kontakte miteinander zu verlöten. Nach dem Einstecken der Sensoren an der entsprechenden Position der Leiterbahn wird eine sichere elektrische Verbindung gewährleistet.

Der Fahrzeugreifen weist zudem eine einfache und optimale Infrastruktur auf, um einzelne Sensoren mit einer Zentraleinheit, beispielsweise in Form eines Reifenmoduls auf der Reifeninnenseite, miteinander zu verbinden. Eine oder eine Vielzahl von elektrisch leitenden Leiterbahnen sind in Umfangsrichtung des Fahrzeugreifens und rundführend im Fahrzeugreifen angeordnet. Dadurch können an diese Leiterbahn auf einfache Weise einzelne Sensoren und ein Reifenmodul mit einer zentralen Funktion angeschlossen werden. Die Leiterbahnen dienen dann entweder für eine Energieversorgung der Sensoren oder für eine Signalübertragung.

Die elektrisch leitenden Leiterbahnen sind rundführend über den gesamten Reifenumfang des Fahrzeugreifens angeordnet, wodurch die Sensoren an jeder Stelle im Fahrzeugreifen eingebaut und mit der Leiterbahn verbunden werden können.

In einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass die

Steckverbindung an dem Sensor mindestens zwei Verbindungselemente umfasst, wobei die Verbindungselemente stabförmig oder nadeiförmig ausgebildet sind und an den Enden jeweils mit den Leiterbahnen in Kontakt treten. Dadurch können die stabförmigen Verbindungselemente, die eine hohe Steifigkeit besitzen, auf einfache Weise in die Leiterbahn gedrückt werden, um eine elektrische Verbindung herzustellen. In einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass die Leiterbahn eine engmaschige Netzstruktur mit Kontaktelementen aufweist, wobei nach dem Einstecken der Verbindungselemente des Sensors an der Leiterbahn ein sicherer elektrischer Kontakt mit der Leiterbahn hergestellt wird.

Auf diese Weise wird gewährleistet, dass nach dem Eindrücken der Verbindungselemente in die Leiterbahn immer ein elektrischer Kontakt hergestellt wird.

In einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass die

Verbindungselemente des Sensors jeweils mindestens einen Widerhaken aufweisen, die sich mit einzelnen Kontaktelementen der Leiterbahn verhaken und eine feste Verbindung mit den Kontaktelementen herstellen.

Dadurch wird gewährleistet, dass die Verbindungselemente des Sensors sich nicht eigenständig von der Leiterbahn wieder ablösen.

In einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass die engmaschige Netzstruktur mit den Kontaktelementen der Leiterbahn in ein Trägermaterial aus einem Elastomer eingebettet ist.

Dadurch besitzt die Leiterbahn eine hohe Flexibilität und eine hohe Dauerhaltbarkeit.

In einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass die beiden

Verbindungselemente des Sensors unterschiedliche Längen aufweisen, wobei die Enden der Verbindungselemente jeweils mit einer oberen und einer unteren Leiterbahn verbunden sind.

Ein entsprechendes Ausführungsbeispiel zeigt die Fig. 4. Bei dieser Ausführung könnte die obere Leiterbahn dazu genutzt werden, Energie zu übertragen. Die untere Leiterbahn würde hingegen dazu genutzt werden, um Daten zu übertragen. In einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass die Leiterbahn auf der Reifeninnenseite rundführend und in Umfangsrichtung des Fahrzeugreifens angeordnet ist.

Die Anordnung der Leiterbahnen auf der Reifeninnenseite lässt sich besonders einfach durchführen. Außerdem können dadurch die Sensoren und das Reifenmodul auf einfache Weise an die Leiterbahnen angeschlossen werden.

In einer weiteren vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass die Leiterbahn zwischen der Reifeninnenschicht und einer Karkasslage des Fahrzeugreifens angeordnet ist.

Ein entsprechendes Ausführungsbeispiel zeigt die Fig. 3. Die Leiterbahn wird durch die Reifeninnenseele abgedeckt, wodurch eine hohe Luftdichtigkeit für den Reifen

gewährleistet wird.

In einer weiteren vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, die

Kontaktelemente der Leiterbahn aus einem flexiblen und elastischen Draht bestehen.

Aufgrund der hohen elektrischen Leitfähigkeit von Metall können die Kontaktelemente sehr dünn ausgeführt werden.

In einer weiteren vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass die Kontaktelemente der Leiterbahn aus einem elektrisch leitfähigen Gummimaterial bestehen. Der Einsatz von leitfähigem Gummimaterial bietet den Vorteil, dass diese Leiterbahnen auf einfache Weise bei der Reifenherstellung appliziert werden können.

In einer weiteren vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass eine Vielzahl von Leiterbahnen rundführend über den gesamten Umfang des Fahrzeugreifens angeordnet sind, wobei mindestens eine der Leiterbahnen für eine Energieversorgung und mindestens eine zweite Leiterbahn für eine Signalübertragung eingesetzt wird. Dadurch kann eine sichere Signalübertragung und Energieversorgung gewährleistet werden.

In einer weiteren vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass das Reifenmodul mit der zentralen Funktion eine Batterie, eine Sende- und Empfangseinheit sowie einen Reifendruck- Sensor umfasst.

Auf diese Weise kann eine einfache und sichere Datenübetragung zwischen dem

Reifenmodul und einer zentralen Empfangseinheit im Fahrzeug gewährleistet werden.

In einer weiteren vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass der an der Leiterbahn angeschlossenen Sensor ein Temperatur-Sensor, ein Sensor zur Messung von Deformationen, ein Sensor zur Bestimmung eines Reifenabriebs oder ein Sensor zur Bestimmung eines Reifendefektes ist.

Dadurch weist der Fahrzeugreifen eine Vielzahl von unterschiedlichen Sensoren auf, mit denen unterschiedliche Eigenschaften des Reifens gemessen und überwacht werden können.

Anhand von Ausführungsbeispielen soll die Erfindung näher erläutert werden. Es zeigen: Fig. 1 : einen Reifenabschnitt in einer dreidimensionalen Darstellung mit einem ersten Ausführungsbeispiel

Fig. 2: einen Reifenabschnitt in einer dreidimensionalen Darstellung mit einem zweiten Ausführungsbeispiel

Fig. 3: einen Reifenabschnitt mit einem Ausführungsbeispiel in einer Querschnittansicht Fig. 4: einen Reifenabschnitt mit einem Ausführungsbeispiel in einer Querschnittansicht

Fig. 1 zeigt ein Ausführungsbeispiel. Das Reifenmodul 3 umfasst u.a. Sensoren, ein elektronisches Bauteil mit einem aktiv sendenden Element und einen elektronischen Speicher sowie eine Stromversorgung, z.B. in Form einer Batterie. Im Speicher können reifenspezifische Daten gespeichert und verarbeitet werden. Diese Daten können über Funksignale an fahrzeuginterne oder -externe Empfänger weitergeleitet werden. Im Reifenmodul 3 ist ein Elektronikmodul angeordnet, welches mindestens ein

Reifendruckmesssystem mit einem Drucksensor umfasst. Das Reifenmodul umfasst außerdem einen Container, der aus einem Elastomermaterial oder aus einer Vergussmasse besteht.

Das Reifenmodul 3 hat bei diesem Ausführungsbeispiel eine zentrale Funktion, weil es eine Energieversorgung in Form einer Batterie aufweist und mit einer Sende- und

Empfangsvorrichtung ausgestattet ist. Das Reifenmodul 3 kann daher den ersten Sensor 4 und den zweiten Sensor 5 über die umlaufenden elektrischen Leiterbahnen 2 mit Energie in Form von Strom versorgen. Bei diesem Ausführungsbeispiel sind insgesamt vier rundführende und umlaufende Leiterbahnen 2 angeordnet, die eine Vielzahl von Sensoren mit dem zentralen Reifenmodul 3 verbinden. Die Leiterbahnen sind bei dieser Ausführung direkt auf der Reifeninnenseite 6 angeordnet. Dadurch können die Sensoren und das Reifenmodul einfach mit den dargestellten Leiterbahnen verbunden werden. Die

Leiterbahnen 2 sind rundführend über den gesamten Umfang des Fahrzeugreifens angeordnet. Dadurch können die Sensoren an jeder Stelle im Fahrzeugreifen positioniert sein. Die Steckverbindungen zur Verbindung von Sensoren und Leiterbahnen sind bei diesem Ausführungsbeispiel nicht dargestellt.

Die Leiterbahnen 2 haben eine in axialer Richtung des Fahrzeugreifens flächenförmige Ausdehnung. Dadurch können die Sensoren mit den Verbindungselementen auf einfache Weise über die Steckverbindung mit der Leiterbahn verbunden werden.

Fig. 2 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel. Das Reifenmodul 3 mit der zentralen Funktion ist wiederum auf der Reifeninnenseite 6 angeordnet. Die gestrichelten Linien 8 zeigen die durch die Reifeninnenseite verdeckten Leiterbahnen, die ebenfalls rundführend über den gesamten Umfang des Fahrzeugreifens angeordnet sind. Die Leiterbahnen 8 sind beispielsweise zwischen der ersten Karkasslage und der Reifeninnenseite angeordnet. Die Verbindungsmittel 9 sind elektrische Kontaktierungen zwischen den Sensoren und dem Reifenmodul, die durch die Reifeninnenseite 6 hindurchgeführt sind und über eine Steckverbindung mit den Leiterbahnen 8 verbunden sind. Die Konkatelemente der Leiterbahnen 8 können aus einzelnen metallischen Drähten oder aus elektrisch leitfähigem Gummimaterial oder anderen leitfähigem Elastomermaterial bestehen.

Die Leiterbahn 8 sind lediglich schematisch dargestellt, wobei jede Leiterbahn eine engmaschige Netzstruktur mit einzelnen Kontaktelementen aufweisen.

Die Fig. 3 zeigt eine Querschnittansicht durch einen Reifenabschnitt, der auf der

Reifeninnnenseite mit einem Sensor 4 bestückt ist.

Der Sensor 4 weist auf seiner Unterseite zwei stabförmige Verbindungselemente auf, die eine elektrische Verbindung vom Sensor zur Leiterbahn 11 herstellen. Die beiden

Verbindungselemente 17 werden bei der Montage durch die Reifeninnenseele 10 gedrückt und anschließend mit der Leiterbahn 11 verbunden. Die beiden Verbindungselemente 17 stehnen in Kontakt mit einzelnen Kontaktelementen 12, die in Form von einzelnen Drähten in Umfangsrichtung des Fahrzeugreifens verlaufen. Die einzelnen Kontaktelemente 12 sind in Form einer engmaschigen Netzstruktur in einem Trägermaterial 13 eingebettet, welches aus einem Gummimaterial besteht. Die einzelnen dünnen Drähte im Trägermaterial 13 sind so eng beabstandet, dass nach dem Einstecken der Verbindungselemente 17 in die

Leiterbahn 11 immer ein elektrischer Kontakt hergestellt wird. Die Leiterbahn 11 dient dazu, beispielsweise Messdaten vom Sensor 4 zu einem zentralen Reifenmodul zu übertragen. Die Leiterbahn ist unterhalb der Reifeninnenseele 10 angeordnet. Unterhalb der Leiterbahn 11 befinden sich die Karkasslage 14, die Reifengürtellage 15 und der Laufstreifen 16.

Die Fig. 4 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel. Die beiden Verbindungselemente 17 und 20 sind wiederum unterhalb vom Sensor 4 angeordnet. Diese stellen den elektrischen Kontakt zwischen dem Sensor und der oberen Leiterbahn 18 und der unteren Leiterbahn 19 her. Das stabförmige Verbindungselement 20 ist kürzer als das stabförmige

Verbindungselement 17, wobei mit den kürzeren Verbindungselement 20 eine elektrische Verbindung zur oberen Leiterbahn 18 hergestellt wird. Das längere stabförmige

Verbindungselement 17 ist durch die Reifeninnenseele 10 und die obere Leiterbahn 18 hindurchgeführt und endet in der unteren Leiterbahn 19. Die obere Leiterbahn 18 könnte beispielsweise für die Übertragung von Energie eingesetzt werden. Die untere Leiterbahn 19 würde hingegen zur Übertragung von Messdaten eingesetzt werden. Beide Leiterbahnen 18 und 19 umfassen jeweils einzelne Kontaktelemente in Form von einzelnen dünnen Drähten, die in Umfangsrichtung des Fahrzeugreifens ausgerichtet sind.

Die dargestellten Sensoren lassen sich auf einfache Weise über die Steckverbindungen mit den Leiterbahnen verbinden, um eine elektrische Verbindung herzustellen.

Bezugszeichenliste

(ist Teil der Beschreibung)

1 Fahrzeugreifen

2 Rundführende und umlaufende Leiterbahn

3 Reifenmodul bzw. Zentraleinheit

4 Erster Sensor

5 Zeiter Sensor

6 Reifeninnenseite

7 Reifenwulst

8 Rundführende und umlaufende Leiterbahn unter der Reifeninnenschicht

9 Verbindungselemente bzw. elektrische Kontaktierung durch die

Reifeninnenschicht

10 Reifeninnenseele

11 Leiterbahn mit einzenlen Kontaktelementen

12 einzenlen Kontaktelemente, die in Umfangsrichtung des Reifens

ausgerichtet sind

13 Trägermaterial aus Elastomer

14 Karkasslage

15 Reifengürtellage

16 Laufstreifen

17 Stabförmige Verbindungselemente zur Leiterbahn

18 Obere Leiterbahn

19 Untere Leiterbahn

20 Stabförmiges Verbindungsmittel zur oberen Leiterbahn

21 Steckverbindung