DE102004011291A1 - Fahrzeugreifen mit einer Ringantenne - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft einen Fahrzeugreifen mit einer über dem Reifenumfang umlaufend an der Innenwand des Reifens angebrachten Ringantenne zur Datenübermittlung, insbesondere für einen Transponder zur Übermittlung von Energie und Messgrößen, die mit einer am Fahrzeug insbesondere seitlich zum Reifen angeordneten Sende- und Empfangsantenne zusammenwirkt, wobei die Ringantenne, ausgehend von der einen Seitenwand des Reifens, über die Innenseite von dessen Lauffläche zur anderen Seitenwand und von dieser über die Laufflächen-Innenseite zurück zum Ausgangspunkt auf der erstgenannten Seitenwand verläuft. Bevorzugt liegen der Ausgangspunkt an der einen Seitenwand und ein sog. Wendepunkt an der anderen Seitenwand nahe des Reifenwulstes, während der Transponder im Hinblick auf eine beschädigungsfreie Reifenmontage ausreichend weit vom Reifenwulst beabstandet angeordnet ist.

Description

• Die Erfindung betrifft einen Fahrzeugreifen mit einer über dem Reifenumfang umlaufend an der Innenwand des Reifens angebrachten Ringantenne zur Datenübermittlung, insbesondere für einen Transponder zur Übermittlung von Energie und Messgrößen, die mit einer am Fahrzeug insbesondere seitlich zum Reifen angeordneten Sende- und Empfangsantenne zusammenwirkt.
• Zum technischen Umfeld wird beispielshalber auf die EP 1 344 658 A1 oder die DE 102 17 215 A1 verwiesen.
• Mittels einer Ringantenne in einem Fzg.-Reifen sowie bevorzugt mittels eines zugehörigen Transponders können relativ einfach Daten und physikalische Messgrößen, insbesondere der Reifen-Luftdruck, an eine am Fahrzeug-Aufbau angebrachte Empfangsantenne übertragen werden und von dieser an eine elektronische Auswerteeinheit weitergeleitet werden, in welcher bspw. eine Überwachung des Reifen-Luftdrucks durchgeführt wird. Bekannt sind dabei unterschiedliche Anbauorte für die aufbaufeste Sende- und Empfangsantenne, so bspw. gegenüberliegend dem jeweils obersten Laufflächen-Abschnitt des Reifens, d.h. an der Innenseite des Fzg.-Radhauses im Deckenbereich. Hierfür sollte die Ringantenne bevorzugt in der Lauffläche des Reifens – und somit nahe der Empfangsantenne – angeordnet sein, so wie dies in der oben zweitgenannten Schrift gezeigt ist. Einen anderen bevorzugten Anbauort für die Empfangsantenne stellt die innere Seitenwand des Fzg.-Radhauses dar, wo diese Antenne sowie deren Peripherie bestmöglich vor Verschmutzung und Beschädigung geschützt werden kann. Dann ist die Ringantenne in bzw. an der dieser inneren Seitenwand des Fzg.-Radhauses zugewandten Seitenwand des Reifens vorzusehen, so wie dies bspw. in der eingangs erstgenannten Schrift gezeigt ist, da andernfalls die Übertragung von Daten (und Energie) aufgrund eines zu großen Abstandes nicht gewährleistet wäre.
• Neben den beiden hier druckschriftlich belegten Bauarten von Fzg.-Reifen mit integrierten Ringantennen ist noch eine weitere Bauart nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 bekannt, bei welcher die Ringantenne in einem im Querschnitt bspw. annähernd trapezförmigen „Gummistrang" integriert ist, der über dem Reifenumfang umlaufend an der Innenwand der Reifenseitenfläche anvulkanisiert ist. Die Kommunikation, d.h. der Daten- und Energietransfer mit dem Transponder erfolgt also hierbei über eine seitlich vom Rad z.B. am Fzg.-Fahrwerk befestigte Sende- und Empfangsantenne. Dabei sind für eine weltweit zulassungsfähige Hochfrequenzübertragung die zulässigen Sendeleistungen bzw. deren zulässige Feldstärken so gering, dass nur dann eine ausreichend robuste Kommunikation zwischen der reifenseitiger Transponder-Antenne und der fahrzeugseitigen Festantenne möglich ist, wenn der Transponder mit seiner Ringantenne auf der zum Fahrzeug hin zeigenden Reifen-Seitenwand angebracht ist, d.h. an derjenigen Reifenseitenwand, die der Innenwand des Fzg.-Radhauses zugewandt ist.
• Die Anbringung einer Ringantenne in der Seitenwand des Reifens hat jedoch Nachteile, da sichergestellt sein muss, dass der Reifen derart auf der Felge montiert ist, dass bei montiertem Fzg.-Rad die Reifen-Rinngantenne der fahrzeugfesten Sende- und Empfangsantenne zugewandt ist. Dies hat zur Folge, dass bei laufrichtungsgebundenen Reifen (und das sind die meisten der heutigen M+S-Reifen) linke und rechte Reifen bevorratet gehalten werden müssen, was u.a. beim Fahrzeughersteller die Variantenvielfalt sowohl bei der Fahrzeugproduktion als auch im Ersatzteilhandel verdoppeln würde. Ferner ist dann beim Ersatzteilhandel bei laufrichtungsgebundenen Reifen ein ungleiches Verhältnis linker zu rechter Reifen zu bevorraten, weil gewöhnlich für Reifen für die zum Straßenrand hin zeigende Fahrzeugseite größerer Ersatzbedarf besteht als für die andere Fahrzeugseite. Der Grund hierfür ist, dass Einfahrschäden deutlich häufiger auf der Straßenrandseite passieren, weil die Belagdichte von Fremdkörpern von der Straßenmitte zum Straßenrand hin stark zunimmt.
• Sowohl bei laufrichtungsgebundenen als auch bei nicht-laufrichtungsgebundenen Reifen wird bei Nichtbeachtung der richtigen Reifen-Seiten-Zuordnung zum Fahrzeug die Telemetrie-Kommunikation zwischen dem Reifen-Transponder und dem Fahrzeug unterbrochen, was eine Störung verursacht und somit vermieden werden sollte. Da jedoch insbesondere bei nicht-laufrichtungs-gebundenen sog. Normalreifen insbesondere bei Durchführung eines Reifenwechsels außerhalb einer Fachwerkstatt die richtige Seitenzuordnung nicht beachtet werden dürfte, ist daher mit den geschilderten bekannten Fahrzeug-Reifen mit an einer Seitenwand umlaufenden Ringantenne eine große Anzahl von Störfällen zu befürchten.
• Eine Abhilfemaßnahme für diese geschilderte Problematik aufzuzeigen, ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung.
• Die Lösung dieser Aufgabe ist für einen Fzg.-Reifen nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 dadurch gekennzeichnet, dass die Ringantenne über dem Reifenumfang betrachtet zumindest einmal ausgehend von der einen Seitenwand des Reifens über die Innenseite von dessen Lauffläche zur anderen Seitenwand und von dieser über die Laufflächen-Innenseite zurück zur erstgenannten Seitenwand verläuft. Hier kann die Ringantenne entweder wieder in den sog. Ausgangspunkt laufen oder – in Abhängigkeit von der gewählten Steigung bezüglich des Umfangs nochmals zur Lauffläche hin ansteigen, diese überqueren, an der anderen Seitenwand verlaufen, danach abermals die Lauffläche überqueren und letztlich in den sog. Ausgangspunkt laufen.
• Nach diesem Vorschlag liegt die Ringantenne quasi „taumelnd" innerhalb des Reifens über dessen Umfang an der Innenwand an und befindet sich dabei über zumindest einem ersten Umfangsabschnitt auf der einen Reifenseite, über zumindest einem anderen Umfangsabschnitt auf der anderen Reifenseite und über zumindest zwei zwischen diesen beiden genannten Umfangsabschnitten liegenden Umfangsabschnitten an der Innenseite der Reifen-Lauffläche. Auf diese Weise muss nicht länger auf eine seitenrichtige Montage des Reifens auf der Felge geachtet werden, sondern es ist unabhängig von der Montagerichtung des Reifens gewährleistet, dass sich stets zumindest ein Umfangsabschnitt der Reifen-Ringantenne in der Nähe der fahrzeugfesten Empfangsantenne befindet.
• Vorteilhafterweise ist ein erfindungsgemäßer Fahrzeug-Reifen auch für verschiedene Fahrzeug-Typen geeignet, bei denen sich die fahrzeugfeste Sende- und Empfangsantenne an unterschiedlichen Stellen des Fahrzeugs befindet. Ein erfindungsgemäßer Reifen kann somit sowohl bei Fahrzeugen eingesetzt werden, bei denen die Empfangsantenne an der Innenwand des Radhauses angebracht ist, als auch bei anderen Fahrzeuge, bei denen sich die Empfangsantenne an der „Decke" des Radhauses oder an der Außenwand des Radhauses befindet. Wenn weiterhin der Ausgangspunkt an der einen Seitenwand und ein sog. Wendepunkt an der anderen Seitenwand jeweils nahe des Reifenwulstes liegen, so verläuft die Ringantenne nicht nur über die Lauffläche bzw. deren Innenseite sowie über Abschnitte der beiden Reifen-Seitenwände, sondern über deren gesamter Höhe, so dass die Anforderungen bezüglich der exakten Positionierung der fahrzeugfesten Empfangsantenne nochmals geringer sind bzw. auch diesbezüglich ein erfindungsgemäßer Reifen für unterschiedliche Fzg.-Typen zum Einsatz kommen kann.
• Vorteilhafterweise kann bei einem erfindungsgemäßen Fahrzeugreifen der mit der Ringantenne zusammenwirkende Transponder weiter vom Reifen wulst beabstandet angeordnet werden als beim üblichen Stand der Technik, bei dem sich die Ringantenne über dem gesamten Umfang nahe des Reifenwulstes befindet, wodurch der Transponder besser gegen Beschädigungen bei der Montage des Reifens auf der Felge geschützt ist.
• Die beigefügte einzige Figur zeigt einen Prinzip-Schnitt durch einen erfindungsgemäßen Fahrzeug-Reifen 1, und zwar im bereits auf einer Felge 2 montierten Zustand. Die Bezugsziffer 1a verdeutlicht die Lauffläche des Reifens mit einer Stahleinlage 3 und die Bezugsziffer 1b die linke und die Bezugsziffer 1c die rechte Seitenwand dieses Reifens 1. An der Innenwand dieses Reifens 1 ist eine über dem Reifen-Umfang umlaufende Ringantenne 4 vorgesehen, in Form eines in einem „Gummistrang" integrierten Antennendrahtes, wobei diese Ringantenne 4 der Einfachheit halber in Form einer Linie bzw. im Querschnitt punktförmig dargestellt ist.
• Diese über dem Reifen-Umfang umlaufende Ringantenne 4 gehe von einem sog. Ausgangspunkt A auf der linken Seitenwand 1b nahe des Reifenwulstes 5 bzw. des Wulstkabels 5 aus und verläuft dann auf dieser Seitenwand 1b im wesentlichen in Reifen-Umfangsrichtung zur Innenseite der Lauffläche 1a hin, überquert diese (ebenfalls im wesentlichen in Umfangsrichtung und läuft auf der rechten Seitenwand 1c in Umfangsrichtung bis zum einem nahe dem dortigen Reifenwulst 5 liegenden Wendepunkt W. Von diesem aus verläuft die Ringantenne 4 weiter im wesentlichen in Umfangsrichtung wieder in Richtung der Lauffläche 1a, um diese an deren Innenseite weiter im wesentlichen in Reifenumfangsrichtung verlaufend zu überqueren, und gelangt somit zur linken Seitenwand 1b und verläuft an deren Innenseite weiter bis zum sog. Ausgangspunkt A. Somit verläuft die Ringantenne 4 quasi wie ein „taumelnder" Ring im Reifen 1 und verläuft dabei abschnittsweise an der linken Seitenwand 1b und abschnittsweise an der rechten Seitenwand 1c. Damit können Signale zwischen dieser Ringantenne 4 und einer seitlich des Reifens 1 am nicht dargestellten zugehörigen Fahrzeug angebrachten Sende- und Empfangsantenne 6 bei rotierendem Reifen 1 sicher ausgetauscht werden, und zwar unabhängig davon, ob sich diese Sende- und Empfangsantenne 6 nahe der rechten Seitenwand 1c des Reifens 1 befindet oder nahe der linken Seitenwand 1b des Reifens 1, wie dies figürlich durch die mit der Bezugsziffer 6* gekennzeichnete Sende- und Empfangsantenne dargestellt ist. In der Praxis ist selbstverständlich je Reifen 1 nur eine dieser beiden figürlich dargestellten Sende- und Empfangsantennen 6, 6* vorhanden.
• Beim hier dargestellten Ausführungsbeispiel „überquert" die Ringantenne 4 die Innenseite der Reifen-Lauffläche 1a nur zweimal, bei steilerer Steigung (= Neigung des Verlaufs der Ringantenne 4 gegenüber der linear abgewickelten Reifenumfang) kann die Ringantenne 4 jedoch auch mehrmals zwischen den beiden Seitenwänden 1b, 1c des Reifens quasi „pendeln". Figürlich dargestellt ist ferner unter der Bezugsziffer 7 ein sog. dem Fachmann bekannter und mit der Ringantenne 4 verbundener Transponder, der die Signale bspw. eines integrierten Reifendruckfühlers aufnehmen und geeignet umgewandelt an die Ringantenne 4 abgeben kann, wobei die Energiezufuhr zum Transponder 7 ebenfalls über die Ringantenne 4 (im Zusammenwirken mit der Sende- und Empfangsantenne 6) erfolgt.
• Grundsätzlich ist ein erfindungsgemäßer Reifen relativ einfach herstellbar, indem im sog. Innenwerkzeug, auf das die Karkasse des Reifens aufgewickelt oder auf sonstige Weise geeignet aufgebracht wird, eine entsprechende Rille zur Aufnahme der Ringantenne 4 vorgesehen ist, in welche die Ringantenne 4 vor dem Aufbringen der Karkasse eingelegt wird. Die Ringantenne 4 wird dann beim Vulkanisieren mit der Reifen-Karkasse verbunden, jedoch kann dies sowie eine Vielzahl weiterer Details durchaus abweichend von obigen Erläuterungen gestaltet sein, ohne den Inhalt der Patentansprüche zu verlassen.

Claims (4)

1. Fahrzeugreifen mit einer über dem Reifenumfang umlaufend an der Innenwand des Reifens (1) angebrachten Ringantenne (4) zur Datenübermittlung, insbesondere für einen Transponder (7) zur Übermittlung von Energie und Messgrößen, die mit einer am Fahrzeug insbesondere seitlich zum Reifen (1) angeordneten Sende- und Empfangsantenne (6) zusammenwirkt, dadurch gekennzeichnet, dass die Ringantenne (4) über dem Reifenumfang betrachtet zumindest einmal ausgehend von der einen Seitenwand (1b) des Reifens (1) über die Innenseite von dessen Lauffläche (1a) zur anderen Seitenwand (1c) und von dieser über die Laufflächen-Innenseite (1a) zurück zur erstgenannten Seitenwand (1b) verläuft.
2. Fahrzeugreifen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Ringantenne (4) die Lauffläche (1a) an der Innenseite nur zweimal überquert und danach zum Ausgangspunkt (A) auf der erstgenannten Seitenfläche (1b) zurückgeführt ist.
3. Fahrzeugreifen nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass ein sog. Ausgangspunkt (A) an der einen Seitenwand (1b) und ein sog. Wendepunkt (W) an der anderen Seitenwand (1c) nahe des Reifenwulstes (5) liegen.
4. Fahrzeugreifen nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Transponder (7) im Hinblick auf eine beschädigungsfreie Reifenmontage ausreichend weit vom Reifenwulst (5) beabstandet angeordnet ist.