• 专利附录
  • 专利说明
  • 权利要求
  • 类似技术
  • 同族专利
  • 引用文献
  • 法律状态
  • 优先权
    • 专利摘要:
    DieErfindung betrifft einen Fahrzeugreifen mit Stahlgürteldrähten, Karkasseund Inliner sowie mit einer im Bereich der Reifen-Lauffläche vonder Reifen-Innenseite her angeordneten Antenne zur Datenübermittlungfür einenTransponder, die mit einer am Fahrzeug angeordneten Sende- und Empfangsantennezusammenwirkt und in einem Gummipfropfen integriert ist, der ineine den Reifengummi sowie die darunter liegenden Stahlgürtel-Lagenund Karkasse mit Inliner durchdringende zylindrische Öffnung eingesetztist. Der Gummipfropfen weist einen innenseitig am Inliner anliegendenpilzförmigenKopf auf, in dem der Transponder angeordnet ist. Die Antenne kann,von der Reifen-Innenseite aus betrachtet, derart weit in den Gummipfropfenhineinragen, dass mit Abfahren des Reifenprofils bei Erreichen desminimalen Reifenprofils die Antenne so weit in Mitleidenschaft gezogenist, dass dann aus dem entsprechenden Signalverhalten der Antenneauf diesen Zustand geschlossen werden kann.
    公开号:DE102004011237A1
    申请号:DE102004011237
    申请日:2004-03-04
    公开日:2005-09-15
    发明作者:Manfred Ellmann
    申请人:Bayerische Motoren Werke AG；
    IPC主号:B60C11-24
    专利说明:
    [0001] DieErfindung betrifft einen Fahrzeugreifen, insbesondere mit Stahlgürteldrähten, Karkasseund Inliner, sowie mit einer im Bereich der Reifen-Lauffläche vonder Reifen-Innenseite her angeordneten Antenne zur Datenübermittlung,insbesondere füreinen Transponder zur Übermittlungvon Energie und Messgrößen, diemit einer am Fahrzeug angeordneten Sende- und Empfangsantenne zusammenwirkt.
    [0002] Zumtechnischen Umfeld wird neben der DE 102 17 215 A1 und der EP 1 344 658 A1 auch aufdie DE-AS 1 190 825 sowie auf die EP 0 936 089 B1 verwiesen.
    [0003] Mittelseiner geeigneten Antenne in einem Fzg.-Reifen sowie bevorzugt mittelseines zugehörigenTransponders könnenrelativ einfach Daten und physikalische Messgrößen, insbesondere der Reifen-Luftdruck,an eine am Fahrzeug-Aufbau angebrachte Empfangsantenne übertragenwerden und von dieser an eine elektronische Auswerteeinheit weitergeleitetwerden, in welcher bspw. eine Überwachungdes Reifen-Luftdrucks durchgeführtwird. Bekannt sind dabei unterschiedliche Anbauorte für die aufbaufesteSende- und Empfangsantenne,so bspw. gegenüberliegenddem jeweils obersten Laufflächen-Abschnittdes Reifens, d.h. an der Innenseite des Fzg.-Radhauses im Deckenbereich. Hierfür kann dieAntenne im Reifen bspw. als Ringantenne ausgebildet und bevorzugtin der Laufflächedes Reifens – undsomit nahe der Empfangsantenne – angeordnet sein,so wie dies in der DE102 17 215 A1 gezeigt ist. Einen anderen bevorzugten Anbauortfür dieEmpfangsantenne stellt die innere Seitenwand des Fzg.-Radhausesdar, wo diese Antenne sowie deren Peripherie bestmöglich vorVerschmutzung und Beschädigunggeschütztwerden kann. Dann sollte eine Reifen-Ringantenne in bzw. an derdieser inneren Seitenwand des Fzg.-Radhauses zugewandten Seitenwanddes Reifens vorgesehen sein, so wie dies bspw. in der EP 1 344 658 A1 gezeigtist, da andernfalls die Übertragungvon Daten (und Energie) aufgrund eines zu großen Abstandes nicht gewährleistet wäre.
    [0004] DieAnbringung einer Ringantenne in der Seitenwand des Reifens hat jedochNachteile, da sichergestellt sein muss, dass der Reifen derart aufder Felge montiert ist, dass bei montiertem Fzg.-Rad die Reifen-Rinngantenneder fahrzeugfesten Sende- und Empfangsantenne zugewandt ist. Dieshat zur Folge, dass bei laufrichtungsgebundenen Reifen (und das sinddie meisten der heutigen M+S-Reifen) linke und rechte Reifen bevorratetgehalten werden müssen, wasu.a. beim Fahrzeughersteller die Variantenvielfalt sowohl bei derFahrzeugproduktion als auch im Ersatzteilhandel verdoppeln würde.
    [0005] Sowohlbei laufrichtungsgebundenen als auch bei nicht-laufrichtungsgebundenenReifen wird bei Nichtbeachtung der richtigen Reifen-Seiten-Zuordnung zum Fahrzeugdie Telemetrie-Kommunikation zwischen dem Reifen-Transponder unddem Fahrzeug unterbrochen, was eine Störung verursacht und somit vermiedenwerden sollte. Da jedoch insbesondere bei nicht-laufrichtungs-gebundenen sog.Normalreifen insbesondere bei Durchführung eines Reifenwechselsaußerhalbeiner Fachwerkstatt die richtige Seitenzuordnung nicht beachtetwerden dürfte,ist daher mit den geschilderten bekannten Fahrzeug-Reifen mit aneiner Seitenwand umlaufenden Ringantenne eine große Anzahlvon Störfällen zu befürchten.
    [0006] Übliche undzumindest in den wichtigsten Ländernzumindest teilweise zulassungsfähige Transponder-Frequenzensind 125 kHz, 13,56 MHz, 868 MHz, 915 MHz, 950 MHz sowie 2,45 GHz.Bei einer Übertragungsfre quenzvon 125 kHz wird die Energieübertragunghauptsächlichvom sog. H-Feldgetragen, welches jedoch schon bei kurzen Luftstrecken stark abnimmt.Infolge dessen muss die fahrzeugfeste Antenne relativ nahe am Reifenpositioniert werden, was bei größeren Reifenbreitenvariantenan einem Fahrzeug eine aufwändigeNachjustage erzwingen würde.Ferner ist eine brauchbare Kommunikation nur möglich, wenn – wie bereitserläutert – stetsdie innere Reifenseite zur am Fahrzeug bspw. achsseitig montiertenAntenne zeigt.
    [0007] Wennder Transponder mit einer Reifendruck-Sensorik ausgestattet ist,muss er zweckmäßigerweiseauf der dem Reifen-Innenraum zugeordneten Fläche, d.h. auf dem sog. Inlineraufgebracht sein. Damit befindet er sich nahe der im Hochfrequenzbereichstark dämpfendenStahlgürtellagen desReifens. Wird dabei der Transponder mit der zugehörigen Antenneunter dem Laufstreifen-Gürtelpaketdes Reifens angebracht, wärebei Verwendung einer Ringantenne deren mechanische Beanspruchungbeim Abrollen des Reifens sehr hoch. Ferner müsste die fahrzeugfeste Antenneeinen relativ großenAbstand vom Reifen haben, um sowohl bei Lenk- und Einfederbewegungendes Reifens als auch bei Schneekettenbetrieb nicht beschädigt zuwerden. Dann wärejedoch vom Transponder zur Antenne nur mit sehr hohem Energieeinsatzeine ausreichend gute Kommunikation möglich, was insbesondere einensehr aufwändigenEnergiespeicher im Transponder mit entsprechenden Gewichts- undKostennachteilen zur Folge hätte.
    [0008] BeiVerwendung höherer Übertragungsfrequenzenund demzufolge kürzerenAntennen wird die Fernwirkfähigkeit über dieLuftstrecke zwar größer, jedochwird nachteiligerweise die Signaldämpfung durch den Stahlgürtel desReifens bei zunehmenden Frequenzen immer stärker, so dass insbesonderein dem weltweit fürAnwendungen in Kraftfahrzeugen genehmigungsfähigen 2,45 GHz-Band keine ausreichendgute Signalkopplung mehr möglichist, wenn ein Transponder mit zugehöriger Antenne so angeordnetwerden würde,wie dies in der EP 0936 089 B1 füreine elektronische Überwachungsvorrichtungeines Reifens gezeigt ist, die in einem Gummiflicken angeordnetist, der von innen her an die Laufflächenseite des Reifens anvulkanisiertist.
    [0009] Hiermitsoll nun füreinen Fahrzeugreifen mit einer Antenne sowie ggf. einem Transpondereine Antennen-Anordnung aufgezeigt werden, mit der die geschilderteProblematik nicht auftritt.
    [0010] DieLösungdieser Aufgabe ist füreinen Fahrzeugreifen nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 dadurchgekennzeichnet, dass die Antenne in einem Gummipfropfen integriertist, der in eine den Reifengummi sowie ggf. die darunter liegenden Stahlgürtel-Lage(n)und Karkasse mit Inliner durchdringende, insbesondere zylindrische Öffnung eingesetztist. Vorteilhafte Weiterbildungen sind Inhalt der Unteransprüche.
    [0011] Erfindungsgemäß ist dieAntenne im Gummimaterial sowie auch teilweise innerhalb des Stahlgürtels desReifens vorgesehen, wobei sich die Antenne ebenso wie der Gummipfropfenvorzugsweise in Radialrichtung des Reifens erstrecken. Eine solchermaßen entsprechendkurze Antenne erfordert die Verwendung höherer Übertragungsfrequenzen, waswegen der größeren Reichweitevorteilhaft ist. Dabei tritt der eingangs geschilderte Nachteilder höherenSignaldämpfungvorteilhaftennreise nicht oder nur deutlich reduziert auf, indemdie Antenne die Stahlgürtellagendes Reifens durchdringt und mit ihrem freien Ende über diesehinaus in das Gummiprofil des Reifens hineinragt.
    [0012] Vorzugsweiseist die zylindrische Öffnung zurAufnahme des Gummipfropfens im Bereich eines Profilklotzes odereiner Profilrippe des Reifenprofils vorgesehen, da hier die Antennegut geschütztin Radialrichtung betrachtet relativ weit nach außen ragen kann.Dabei ist der vorgeschlagene Gummipfropfen sehr ähnlich der bekannten Plug-in-Technikin Verbindung mit Reifen-Reparaturen, wozu lediglich beispielshalberauf die DE-AS 1 190 825 verwiesen werden kann. Bei dieser Plug-in-Technikwird bei einem Gürtelreifenmit einem Einfahrschaden im Bereich der Lauffläche, wenn der Schaden so früh entdeckt wurde,dass eine Korrosion der Stahlgürtel-Litzen nochausgeschlossen werden kann, der Einstichkanal mit einer kalibriertenAhle aufgerieben und anschließendin diesen Kanal ein vorgeformter, mit Vulkanisierflüssigkeitbenetzter Gummikörpereingezogen und das überdie Laufflächehinausstehende Teil mit einem scharfen Messer abgeschnitten. Dabei können dieGummikörperje nach Ausbildung von innen nach außen oder von außen nachinnen geschoben werden. Das Verriegelungsprinzip gegen Ausploppendurch den Reifen-Innendruck und gegen die Fliehkraft ist immer einegegen die Ausziehkräftegerichtete formschlüssigeKrallen- oder Pilz-Struktur, welche an der Inlinerfläche aufliegtund jede Bewegung nach außenverhindert.
    [0013] In Übertragungdieses grundsätzlichbekannten Prinzips kann nun der vorgeschlagene, die Antenne aufnehmendeGummipfropfen einen innenseitig am Reifen und insbesondere am Inlineranliegenden, vorzugsweise pilzförmigenKopf aufweisen. Vorteilhafterweise kann in diesem Kopf der Transponder angeordnetsein. In diesem Transponder kann dabei – wie bekannt – bereitsein Sensor zur Ermittlung des Reifen-Innendrucks oder eine andererMessfühler vorgesehensein.
    [0014] DieAntenne kann von der Reifen-Innenseite aus betrachtet derart weitin den Gummipfropfen hineinragen, dass mit einem Abfahren des Reifenprofils kurzvor oder bei Erreichen des minimalen Reifenprofils die Antenne soweitin Mitleidenschaft gezogen ist, dass dann aus dem entsprechendenSignalverhalten der Antenne auf diesen Zustand geschlossen werden kann.Dies kann dann dem Fahrer des Kraftfahrzeugs geeignet mitgeteiltwerden, so dass es nicht längererforderlich ist, dass der Fahrer selbst eine Sichtkontrolle amReifen im Hinblick abgefahrenes Reifenprofil durchführt.
    [0015] Imfolgenden wird die Erfindung anhand der beigefügten Prinzipdarstellung, inder ein Ausschnitt aus einem erfindungsgemäßen Reifen dargestellt ist, weitererläutert.
    [0016] Mitder Bezugsziffer 1 ist ein Transponder 1 bezeichnet,der im Pilz-Kopf 2 eines Gummipfropfens 4 eingebettetist. Seine vorzugsweise füreine Übertragungsfrequenz2,45 GHz ausgelegte und daher nur sehr kleine bzw. kurze Antenne 3 istin den Stiel-Bereich des Gummipfropfens 4 geführt. DerZusammenbau von Transponder 1, Antenne 3 und Gummipfropfen 4 istbspw. durch Form-Umspritzen eines speziell ausgebildeten Transponders 1 mitAntenne 3 mit einem reifenüblichen Gummi-Elastomer möglich.
    [0017] Ineinen üblichenvorgefertigten Reifen 5 ist bzw. wird bevorzugt im Laufstreifen-Mittenbereichim Bereich eines Profilklotzes 7 oder einer Profilrippe durchdas Stahlgürtelpaket 9 und 10 desReifens 5 sowie durch dessen Karkasse 11 und denInliner 12 eine vorzugsweise zylindrische Öffnung 6 eingestanzt,bspw. einen Durchmesser aufweisend, der auch bei den eingangs beschriebenenReifen-Reparaturen (mit Plug-in-Technik) zur Anwendung kommt. Indiese Öffnung 6 istbzw. wird der mit Vulkanisierflüssigkeitbenetzte Gummipfropfen 4 eingeschoben oder eingezogen.Dabei kann dieser Verbund zwischen dem Reifen-Gummi 5 unddem Gummipfropfen 4 durch Kalt- oder Heißvulkanisationchemisch dauerhaft gestaltet sein.
    [0018] Dabeikann das soweit beschriebene Einbringen des mit der Antenne 3 sowieggf. dem Transponder 1 versehenen Gummipfropfens 4 entweder direktim Anschluß an übliche Reifenfertigungsprozesseoder sogar erst unmittelbar vor der Reifenmontage durchgeführt werden,was insbesondere in der Einführungsphasevon kommunikationsfähigenReifen fürden Reifenfachhandel vorteilhafter ist als die Bevorratung von ansonstengleichen Reifen in zwei Versionen, nämlich mit bzw. ohne Transponder.
    [0019] Im übrigen kann,sofern die Gummimasse des Gummipfropfens 4 elektrisch ausreichendleitfähigist, dieser auch zum Ableiten der bei Silika-Laufstreifen-Mischungenentstehenden statischen Aufladung zur Fahrbahn eingesetzt werdenund andere Ableitstrukturen im Laufstreifen ersetzen. Ferner wird dieAntenne 3, sofern sie im Gummipfropfen 4 so langegestaltet oder ausgebildet ist, dass sie nur bis zur Höhe der Mindestprofiltiefe,die üblicherweisedurch die TWI = Tread Wear Indicatoren 8 gekennzeichnet ist,reicht, bei abgefahrenem Reifen freigelegt und mechanisch unterbrochenund/oder dabei elektrisch so stark verstimmt, dass die Kommunikationzwischen dem Transponder und einer fahrzeugfesten Antenne unterbrochenoder anderweitig beeinflusst wird. In einem fahrzeugfesten Steuergerät kann dann eineentsprechende Meldung ausgelöstwerden, welche bspw. anhand einer Diagnose-Liste als die wahrscheinlichsteUrsache einen zu weit abgefahrenen Reifen beinhalten kann.
    [0020] Einvorgeschlagener Fzg.-Reifen kann praktisch mit bestehenden Standardprozessenerhalten werden, vorteilhafterweise ohne jegliche konstruktive Änderungam Reifen selbst oder in Verbindung mit dessen Herstellprozess.Dabei kann der vorgeschlagene Gummipropfen 4 mit der Antenne 3 sowieggf. mit dem Transponder 1 sowohl beim Reifenhersteller alsauch bei üblichenVulkaniseur- bzw. Reifenwerkstätteneingesetzt werden. Die Funkstrecke des weiterhin unterhalb des Stahlgürtelpakets 9, 10 angebrachtenTransponders 1 zur fahrzeugfesten Antenne wird nicht mehrvon diesem Stahlgürtelpaketunterbrochen, so dass eine weltweit zulassungsfähige Kommunikation zwischenReifen und Fahrzeug bspw. auf der Standard-Funkfrequenz von 2,45 GHz möglich ist.Vorteilhafterweise kann ein evtl. im Fahrbetrieb defekt gewordenerTransponder leicht durch einen neuen an einer anderen Umfangsstelledes Reifens einzubringenden Transponder ersetzt werden, wobei durchauseine Vielzahl von Details abweichend von obigen Erläuterungengestaltet sein kann, ohne den Inhalt der Patentansprüche zu verlassen.
    权利要求:
    Claims (3)
    [1] Fahrzeugreifen, insbesondere mit Stahlgürteldrähten (9, 10)Karkasse (11) und Inliner (12), sowie mit einerim Bereich der Reifen-Laufflächevon der Reifen-Innenseite her angeordneten Antenne (3)zur Datenübermittlung,insbesondere füreinen Transponder (1) zur Übermittlung von Energie undMessgrößen, diemit einer am Fahrzeug angeordneten Sende- und Empfangsantenne zusammenwirkt, dadurchgekennzeichnet, dass die Antenne (3) in einem Gummipfropfen(4) integriert ist, der in eine den Reifengummi (5)sowie ggf. die darunter liegenden Stahlgürtel-Lage(n) (9, 10)und Karkasse (11) mit Inliner (12) durchdringende,insbesondere zylindrische Öffnung(6) eingesetzt ist.
    [2] Fahrzeugreifen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,dass der Gummipfropfen (4) einen innenseitig am Reifen,insbesondere am Inliner (12) anliegenden, vorzugsweisepilzförmigenKopf (2) aufweist, in dem der Transponder (1)angeordnet ist.
    [3] Fahrzeugreifen nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet,dass die Antenne (3) von der Reifen-Innenseite aus betrachtet derart weitin den Gummipfropfen (4) hineinragt, dass mit Abfahrendes Reifenprofils bei Erreichen des minimalen Reifenprofils dieAntenne (3) soweit in Mitleidenschaft gezogen ist, dassdann aus dem entsprechenden Signalverhalten der Antenne (3)auf diesen Zustand geschlossen werden kann.
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    同族专利:
    公开号 | 公开日
    DE102004011237B4|2020-06-18|
    引用文献:
    公开号 | 申请日 | 公开日 | 申请人 | 专利标题
    法律状态:
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    2012-01-25| R016| Response to examination communication|
    2020-02-06| R016| Response to examination communication|
    2020-02-27| R018| Grant decision by examination section/examining division|
    2021-03-19| R020| Patent grant now final|
    优先权:
    申请号 | 申请日 | 专利标题
    DE102004011237.1A|DE102004011237B4|2004-03-04|2004-03-04|Fahrzeugreifen mit Antenne|DE102004011237.1A| DE102004011237B4|2004-03-04|2004-03-04|Fahrzeugreifen mit Antenne|
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