Technisches Gebiet

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Fahrzeugreifen für Kraftfahrzeuge mit einem Laufband sowie einer entsprechenden Karkasse.

Die Erfindung bezieht sich auf Fahrzeugreifen für jeden Fahrzeugtyp, wie beispielsweise Auto, Lastkraftfahrzeuge (LKW) als auch landwirtschaftliche oder Baumaschinen.

Stand der Technik

Moderne Fahrzeugreifen bestehen aus einem Laufband sowie einer Karkasse. Das Laufband selbst umfasst einen Laufstreifen (Profil), welcher für eine ausreichende Strassenhaftung sowie Wasser- bzw. Schneeverdrängung verantwortlich ist.

Bestandteile des Laufbandes können weiterhin Spulbandagen und Stahlcord- Gürteleinlagen sein, wobei insbesondere Letztere die Fahrstabilität und den Rollwiderstand optimieren.

Die Karkasse umfasst unter anderem Cordeinlagen, die die Form des

Fahrzeugreifens entsprechend vorgeben. Eine Innenschicht sorgt dafür, dass der Fahrzeugreifen luftdicht ist. Die Seitenstreifen schützen vor seitlichen

Beschädigungen und das Kernprofil begünstigt Fahrstabilität, Lenk- und

Komfortverhalten. Der vorgesehene Stahlkern zusammen mit den Wulstverstärkern sorgt für den Sitz auf der Felge und unterstützt die Fahrstabilität und präzises Lenkverhalten.

Aus dem Stand der Technik sind Einrichtungen bekannt, die physikalische Grössen der Fahrzeugreifen, wie beispielsweise den Reifendruck an ein Anzeigemittel im

Cockpit eines Fahrzeugs übermitteln. Insbesondere bei Grossreifen ist es bekannt, sogenannte TPMS (Tyre Pressure Monitoring System) aussen an dem

Fahrzeugreifenventil anzubringen, die zur Überwachung des Reifeninnendruckes dienen. Alternativ können solche Systeme auch an der Felge des Fahrzeugreifens befestigt werden. Es ist auch bekannt, dass solche Systeme die Temperatur messen. Diese entspricht aber nur der Aussentemperatur und kann nicht zur qualitativen Beurteilung der aktuellen Eigenschaft des Fahrzeugreifens

herangezogen werden. Die Daten selbst werden über GSM oder / und GPRS oder Bluetooth oder Funk bzw. vergleichbaren Übermittlungsmethoden an ein

Empfängermodul innerhalb des Fahrzeugs übersendet und vorzugsweise im Bereich des Cockpits zumindest visuell dargestellt.

Eine Alternative zu einem neu hergestellten Fahrzeugreifen ist ein runderneuerter Fahrzeugreifen. Hierfür wird bei einem abgefahrenen Reifen das Laufband maschinell abgeschält, eine neue Lauffläche aufgelegt und anschließend vulkanisiert. Diese Methode ist in der Herstellung wesentlich kostengünstiger als die Herstellung eines Neureifens.

Im PKW-Bereich spielen runderneuerte Reifen aus Kostengründen eine eher untergeordnete Rolle. Bei LKW-Fahrzeugreifen hingegen haben die runderneuerten Fahrzeugreifen einen Marktanteil von etwa 40 Prozent.

Bei der Runderneuerung gibt es zwei Verfahren: die Kaltrunderneuerung und die Heißrunderneuerung. Bei beiden Verfahren kommen jeweils nur geprüfte Karkassen zum Einsatz. Bis zum Aufbringen des Laufstreifenmaterials und der Vulkanisation ist der Produktionsprozess bei beiden Verfahren identisch. Bei der Heißrunderneuerung ist die Aufbringung des Laufstreifenmaterials mit dem Herstellungsprozess eines Neureifens nahezu identisch. Das Laufstreifenmaterial wird direkt vom Extruder auf die abgeschälte Karkasse aufgebracht. Anschließend wird die so belegte Karkasse in einer Form mit dem gewünschten Laufflächenprofil neu vulkanisiert. Profiliert wird der Laufstreifen während des

Vulkanisationsprozesses - genauso wie bei der Neureifenherstellung.

Heißrunderneuerte Lkw-Reifen werden in der Regel von Wulst zu Wust erneuert. Der wesentliche Vorteil dieses Prinzips liegt in der Erneuerung der Seitenwände. Bei der Kaltrunderneuerung wird ein bereits profilierter und vorvulkanisierter

Laufstreifen auf die abgeschälte Karkasse aufgebracht. Dieser Laufstreifen wird zusammen mit einer nicht vulkanisierten Bindeschicht auf die abgeschälte

Karkasse gelegt. Damit wird bereits vor der Vulkanisation ein optimales Anpassen an die Reifenkontur und eine bestmögliches Verbinden mit der Karkasse im

Autoklaven (Heizkammer)gewährleistet. Anschließend wird der so vorbereitete

Reifen in einem Autoklaven unter Druck vulkanisiert. Bei der Vulkanisierung dieser Fahrzeugreifen in einem Autoklaven ist es besonders wichtig, den

Temperaturverkauf zu überwachen, damit präzise der Zeitpunkt bestimmt werden kann, wann der Vulkanisierungsvorgang abgeschlossen ist. Diese Ü berwachung dient auch der Ressourcenschonung sowie dem Erreichen eines hohen

Qualitätsstandards.

Nachteile des Standes der Technik

Bei grossen Fahrzeugreifen aber auch bei Fahrzeugreifen mit mittlerer Grösse ist es bekannt, dass durch sogenannte Walkarbeit, hervorgerufen durch den falschen Reifendruck oder durch Überladung der Fahrzeuge, die Lebensdauer der

Fahrzeugreifen stark beeinträchtigt wird . Auch die Gefahr, dass Teile des

Laufbandes oder der Karkasse zerstört werden und so die gewünschten

Eigenschaften des Fahrzeugreifens nicht mehr weiter bestehen, sind durch diese Merkmale gegeben . Bei runderneuerten Fahrzeugreifen stellt die Bindeschicht ein Problem dar. Wie zuvor bereits beschrieben, stellt die Bindeschicht bei dem Kaltverfahren die Bindung zwischen dem Laufstreifen und der abgeschälten Karkasse bereit. Diese Bindung ist insbesondere für die Lebensdauer und die Standzeit des

Fahrzeugreifens wichtig.

Erreicht die Bindeschicht eine Temperatur von ungefähr 90-1 00 Grad Celsius, hervorgerufen durch umfangreiche Walkarbeit an dem Fahrzeugreifen oder durch Überladung des Fahrzeugs selbst, so besteht die erhebliche Gefahr, dass sich der Laufstreifen von der Bindeschicht löst.

Aufgabe der Erfindung

Die Aufgabe der Erfindung ist es, eine Vorrichtung bereitzustellen, mittels der die Standzeiten der Fahrzeugreifen erhöht werden.

Lösung der Aufgabe

Die Lösung der Aufgabe wird durch die Merkmale von Anspruch 1 bereitgestellt.

Vorteile der Erfindung

Der Grundgedanke der Erfindung besteht darin, dass in dem Fahrzeugreifen, vorzugsweise zwischen Laufband und Karkasse mindestens ein Sensor implementiert wird, der die tatsächliche Temperatur des Fahrzeugreifens im Bereich der Bindeschicht feststellt.

Denn durch die Walkarbeit, die hervorgerufen wird durch die Überbeladung der Fahrzeuge oder durch entsprechenden geringen Reifendruck, entsteht eine höhere Temperatur als diejenige, die normalerweise für den Betrieb vorgesehen ist. Durch die Detektion der Temperatur im Bereich der Bindeschicht eines Fahrzeugreifens soll der Benutzer bzw. Fahrer darauf aufmerksam gemacht werden, dass an den Fahrzeugreifen seines Fahrzeuges zu hohe Temperaturen herrschen, was wiederum impliziert, dass der Reifendruck zu überprüfen oder die Ladung zu reduzieren ist. Ansonsten besteht die Gefahr, dass sich bei runderneuerten Fahrzeugreifen das Laufband löst, da bei hohen Temperaturen eine Trennung des Laufbands von der Bindeschicht erfolgt.

Vorzugsweise handelt es sich um ein oder mehrere Temperatursensoren, die entweder während des Herstellungsprozesses in den Fahrzeugreifen bereits eingesetzt oder durch eine Bohrung in das Profil eingebracht werden. Diese Bohrung kann mit einem aus dem gleichen Material bestehenden Dübel wiederum verschlossen werden. Diese Methode ist auch als Reparaturmethode für

Grossreifen bekannt und garantiert den sicheren Verschluss der Kernbohrung, die zur Aufnahme des Sensors zwischen dem Laufband und der Karkasse dienen. Vorzugsweise sind die Sensoren auf einer so genannten Bindeschicht angeordnet. Die Bindeschicht ist die Schicht, die sich zwischen Karkasse und Laufband befindet. Diese Bindeschicht dient dazu, das Laufband mit seinem Profilträger an die Karkasse zu binden. Alternativ ist auch vorgesehen, Sensoren ausserhalb dieses Bereiches jedoch auch im Fahrzeugreifen auch beispielsweise an der Karkasse oder dem Laufband anzuordnen. Insbesondere die kritischen Stellen, wie bei Überbelastung oder zu geringem Reifdruck, hoher Walkarbeit ausgesetzt sind und bei denen auch hohe Temperaturen entstehen, sind für die Platzierung der Sensoren geeignet.

Die Sensoren selbst können entweder passiv oder aktiv betrieben sein. Sie sind vorzugsweise derart ausgelegt, dass sie nur ab einer bestimmten Schwellengrenze die Temperaturmesswerte senden, um selbst Energie zu sparen. Sie befinden sich im so genannten Schlafmodus und reagieren erst dann, wenn eine zuvor eingestellte Temperaturschwelle überschritten wird. Diese Temperaturschwellen sind in der Regel in Abhängigkeit der entsprechenden Reifengrössen bekannt. Sie werden im Herstellungsprozess bereits vorgegeben. Die von den Sensoren ausgesendeten Signale werden vorzugsweise drahtlos an einen Empfängerelement übermittelt. Dieses Empfängerelement dient dazu, entweder ein Signal dieser Sensoren zu empfangen, das auf einen hohen

Temperaturwert hinweist oder die Signale sind derart, dass der jeweilige tatsächliche Temperaturwert übermittelt wird. Dieses Empfängerelement kann entweder innerhalb des Fahrzeugreifens in einem Hohlraum angeordnet sein oder auf der Felge. Alternativ kann auch vorgesehen sein, dass das Empfängerelement auf dem Ventil des jeweiligen Fahrzeugreifens platziert ist. Vorzugsweise ist zur Übertragung Funktechnik vorgesehen. Derzeit wird eine freie Frequenz im Bereich von 2,4 GHz verwendet. Eine besondere Ausführungsform sieht vor, dass eine bidirektionale Kommunikation zwischen den Sensoren gegeben ist. Um die jeweiligen Fahrzeugreifen zu identifizieren, senden die Sensoren entweder eine Kennung mit, die eine eindeutige Zuordnung zu dem jeweiligen Fahrzeugreifen zulässt oder diese senden auf unterschiedlichen Frequenzkanälen. Mit einer bidirektionalen Funktechnik ist ebenso die Abfrage weiterer Sensoren (wie beispielsweise Sensoren, die im Bereich der Karkasse angeordnet sind) möglich. Hierfür ist die Verwendung eines TPMS Empfängerelements ebenfalls möglich.

Sowohl die Sensoren als auch das Empfängerelement können mit Batterie betrieben werden, da die Leistungen derart bemessen sind, dass diese für einen solchen Betrieb mit Batterien ausreichen. Alternativ können alle möglichen Arten von Energieversorgung vorgesehen sein, auch solche, die durch Bewegung kinetische Energie vor Ort erzeugen, die dann in elektrische Energie umgewandelt wird.

Das Empfängerelement ist derart ausgelegt, dass dieses die erhaltenen Werte der Sensoren an den Benutzer weiter vermittelt. Hierzu ist ein Empfängersystem im Cockpit des Fahrers vorgesehen, der diesen über den Zustand informiert. Eine Weiterbildung sieht wiederum vor, dass nur in Intervallen von gewissen

Zeitabständen die Signale übermittelt werden. Alternativ ist auch vorgesehen, die Werte der Sensoren über die bidirektionale Funktechnik abzufragen. Alternativ ist auch vorgesehen, dass die Sensorenauswertung ausserhalb des Bereichs der Bindeschicht aber dennoch am oder im Fahrzeugreifen stattfindet. Hierfür ist ein Fühlerelement in der Bindeschicht oder in dem Bereich der

Bindeschicht angeordnet, das mit einer in dem Innenraum des Fahrzeugreifens angeordneten Auswerteeinheit bzw. einem Empfängerelement gekoppelt ist.

Hierfür kann vorgesehen sein, dass dünne elektrische Kapillarleitungen bzw. -kabel von dem Fühlerelement durch die Karkasse zu dem Empfängerelement führen. Eine diesbezüglich weitere vorteilhafte Ausbildung kann dann vorsehen, dass das Empfängerelement die Temperatur innerhalb des Fahrzeugreifens, den Reifendruck und die Temperatur in oder im Bereich der Bindeschicht detektiert. Gerade im

Zusammenspiel dieser Parameter bzw. physikalischen Grössen ist eine optimale Überwachung des Fahrzeugreifens während seines Gebrauchs gewährleistet.

Im Cockpit selbst besteht die Möglichkeit, die Daten entweder über ein Instrument anzuzeigen, ein Signalelement anzusteuern oder aber die Werte der Sensoren zu archivieren, um so einen Zeitverlauf darstellen zu können.

Da die Übertragung der Daten der jeweiligen Sensoren über Funk an das Cockpit erfolgt, besteht auch die Möglichkeit, die Daten von dem Cockpit aus über GSM, GPRS, Bluetooth oder Internet an eine übergeordnete Stelle, beispielsweise einem Flottenmanagement zu übermitteln. Diese kann unter anderem eine

Kontrollfunktion ausüben, in der bei kritischen Werten ein entsprechender Alarm zusätzlich ausgelöst wird. Parallel zu den Temperaturdaten der Sensoren, die vorzugsweise in der Bindeschicht des Fahrzeugreifens eingebunden sind, ist es auch möglich, Daten bezüglich des Reifendruckes, Innentemperatur des

Fahrzeugreifens, Temperatur zum Übergang zum Laufband (Bereich der

Bindeschicht) sowie Reifenkenndaten zu übermitteln, sodass eine genaue

Identifizierung der Werte in Bezug auch auf das entsprechende Fahrzeug nötig ist. Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen gehen aus der nachfolgenden Beschreibung, den Zeichnungen sowie den Ansprüchen hervor. Zeichnungen

Es zeigen:

Fig. 1 einen Querschnitt durch einen Fahrzeugreifen mit einer Vorrichtung zur Temperaturüberwachung;

Fig. 2 eine schematische Darstellung einer Weiterbildung des

erfindungswesentlichen Gedanken gemäss Fig. 1 ;

Fig.3 eine skizzenhafte Darstellung der Möglichkeiten der Übermittlung der von dem Sensor oder den Sensoren ermittelten Daten.

Beschreibung eines Ausführungsbeispiels

In Fig. 1 ist ein Fahrzeugreifen 1 dargestellt. Er besteht aus einem Laufband 2 und einer Karkasse 3. Das Laufband 2 wiederum umfasst mindestens einen

Laufstreifen 1 1 . Der Laufstreifen 1 1 besteht aus Profilstollen zur Bereitstellung des Reifenprofils mit entsprechender Profiltiefe 4. In dem Übergangsbereich zwischen dem Laufband 2 und der Karkasse 3 ist eine Bindeschicht 5 vorgesehen. Sie ist ein Bindeglied zwischen den beiden Elementen Karkasse 3 und Laufband 2 und stellt somit eine feste Verbindung zwischen beiden dar. Die Karkasse 3 selbst umfasst weitere Cordeinlagen 6 mit den jeweiligen

Seitenrändern 7 der Wulst 8 sowie dem Stahlkern 9.

Ein oder mehrere Sensoren 10 sind bei dem hier dargestellten Ausführungsbeispiel in der Bindeschicht 5 angeordnet. Bei dem hier dargestellten Ausführungsbeispiel sind diese bereits bei dem Herstellungsprozess des Fahrzeugreifens 1 eingebettet. Diese Sensoren 1 0 messen die Temperatur, die im Bereich der Bindeschicht bei dem Fahrprozess herrscht. Wird eine entsprechende Temperaturgrenze bzw. ein vorgegebener Schwellenwert überschritten, so senden diese Sensoren

entsprechende Signale an eine in den Fig. 1 und 2 nicht näher dargestellten Empfängermodule aus.

In Fig. 2 ist eine im Vergleich zu Fig. 1 alternative Ausführungsform eines Sensors 1 0 ^' dargestellt. Dieser Sensor 1 0 ^' ist im Innenraum des Fahrzeugreifens 1 angeordnet, vorzugsweise auf der Innenseite (d.h. zur Felge hinweisenden Seite) der Karkasse 3. Die eigentliche Messstelle befindet sich aber im Bereich der Bindeschicht 5 oder in oder auf der Bindeschicht 5 selbst. Kleine

Kabelverbindungen 1 2, insbesondere Kapillarkabel stellen zwischen der Messstelle und dem Sensor 1 0 ^' eine elektrische Verbindung bereit, wobei sich die

Kabelverbindungen durch die Karkasse 3 erstrecken. Die kleinen Bohrungen können aber zum einen aus sicherheitstechnischen Gründen akzeptiert werden und zum anderen werden diese nach Implementierung der Kabel verschlossen.

Mögliche Anwendungsbeispiele sind in Fig. 3 skizzenhaft dargestellt. Ausgehend von dem Fahrzeugreifen 1 , dessen Aufbau in Fig. 1 und 2 erläutern worden ist und die - wie dargestellt - an Fahrzeugen 1 6 angeordnet sind, werden über den Weg W1 das oder die Signale an ein Empfängermodul 1 4 übermitteln. Die Empfängermodule 1 4 können entweder im Fahrzeugreifen oder an dem

Fahrzeugreifen, beispielsweise am Ventil 1 3 angeordnet sein. Diese

Empfängermodule 1 4 senden wiederum die Daten einzeln oder aber in einem gesamten Datenpaket an ein weiteres Empfängerelement 1 5, das im Fahrzeug 1 6 angeordnet ist. Das Empfängerelement 1 5 im Fahrzeug kann mit einer

Warnanzeige, einer Anzeigeeinrichtung 20 und an einer Datenspeichereinrichtung verbunden sein und über die bekannten Einrichtungen weltweit mit einer übergeordneten Stelle kommunizieren (beispielsweise Kommunikation über

Satelliten 1 8 und entsprechenden Empfangseinheiten 1 9). Dabei können weitere Parameter, wie beispielsweise Standortbestimmung, Reifenidentifizierung etc. gekoppelt sein. Die Werte können auch extern (über einem Computer 21 in einem Gebäude) an jeden beliebigen Ort abgefragt werden. Vorzugsweise werden diese auch gespeichert und archiviert.

B EZ U G S Z EI C H E N L I ST E

Fahrzeugreifen mit einer Temperaturüberwachung sowie Temperaturüberwachung für Fahrzeugreifen

1. Fahrzeugreifen

2. Laufband

3. Karkasse

4. Profiltiefe

5. Bindeschicht

6. Cordeinlagen

7. Seitenrand

8. Wulst

9. Stahlkern

10. Sensor

10 ^' Sensor

11. Laufstreifen

12. Kabelverbindung

13. Ventil

14. Empfängermodul

15. Empfängerelement

16. Fahrzeug

17.

18. Satellit

19. Empfangseinheiten

20. Anzeigeeinrichtung

21. Computer

22. Gebäude