DE102009052168A1

DE102009052168A1 - Method for adjusting tire of motorized transportation unit at given driving conditions, particularly passenger car or truck, involves providing tire tread as bearing surface, and changing one or all tires reversibly and automatically

Info

Publication number: DE102009052168A1
Application number: DE200910052168
Authority: DE
Inventors: Thomas Hoehne; Detlef Riemer; Katharina Stoye; Alexander Strasser; Martin Weidling; Frank Zobel
Original assignee: Hohne Thomas Dipl-Ing (fh); Stoye Katharina Dipl-Ing(fh); Strasser Alexander Beng; Weidling Martin Dipl-Ing(fh)
Current assignee: Hohne Thomas Dipl-Ing (fh); Stoye Katharina Dipl-Ing(fh); Strasser Alexander Beng; Weidling Martin Dipl-Ing(fh)
Priority date: 2009-11-06
Filing date: 2009-11-06
Publication date: 2011-06-16

Abstract

The method involves providing the tire tread (2) as a bearing surface, and changing one or all the tires reversibly and automatically corresponding to the driving conditions, particularly while driving. The tire tread of the tire is changed, when the grip edges are increased in the form of additional transverse grooves, and longitudinal grooves or lamellas. The actuators (3), particularly piezo-actuator, piezo-ceramic actuator made of form memory alloys, form memory polymers, or hydraulic gels are assigned for changing the profiles.

Description

Einleitung und Zweck der ErfindungIntroduction and purpose of the invention

Die Erfindung betrifft Verfahren zur Anpassung der Lauffläche eines Reifens, insbesondere der eines PKW's und LKW's, an temporar veränderliche oder dauerhaft vorliegende Fahrsituationen. Erfindungsgemäß soll es ermöglicht werden, dass durch das Verwenden von nur einem Reifentyp auf verschiedene Fahrsituationen reagiert werden kann und sich hinsichtlich der Fahrsicherheit und des Fahrkomforts immer ein Optimum einstellen lässt. Demnach soll zum einem die Fahrsicherheit bei verschiedenen Gefahrensituationen (temporar veränderlich) wie z. B. Blitzeisentwicklung im Jahreszeitübergang, Aquaplaning im Sommer oder Notbremsungen auf glattem Fahrbahnuntergrund verbessert und zum anderen eine Optimierung des Fahrkomforts bei Normalfahrten (dauerhaft vorliegend) wie z. B. Geräuscharmut, Reifenabnutzung oder Kraftstoffverbrauch erreicht werden. Besonders bei motorisierten Fahrzeugen werden an Reifen eine Vielzahl von unterschiedlichen Anforderungen gestellt. Während bei einer trockenen Fahrbahn ein möglichst einfaches, mit wenigen Rillen versehenes Reifenprofil (große Aufstandsfläche) den gewünschten Fahrbahnkontakt realisiert, sind bei nassem oder verschneitem Untergrund vergleichsweise viele Rillen im Profil essentiell. Um bei nassen Witterungsverhältnissen den Kontakt zwischen Reifen und Untergrund zu gewährleisten, muss das Wasser im Bereich der Aufstandsfläche abgeführt werden. Dies wird durch wenige, stärker ausgeprägte Rillen im Profil bewirkt, welche ein „Aufschwimmen” wie beim Aquaplaning verhindern sollen. Auf verschneitem Untergrund hingegen werden viele, kleinere Rillen bevorzugt, die zusätzlich mit Lamellen versehen sind und zur Ausprägung von vereinzelten Profilblöcken dienen. Diese Profilblöcke bewirken eine Art „Verzahnung” mit der schneebedeckten Fahrbahn und dienen der Erhöhung des Grips. Etwaige Verzahnungen werden auch als Griffkanten bezeichnet. Neben der gezielten Anpassung der Reifen auf zeitlich begrenzte Gefahrensituationen, dienen die im weiteren Verlauf näher erläuterten Verfahren zudem der Optimierung des Fahrkomforts. Mittels Variieren der Größe der Aufstandsfläche des Reifens/der Reifen, wird eine Veränderung des Laufwiderstandes, d. h. der Reibung zwischen Lauffläche und Fahrbahnuntergrund, realisiert. Handelt es sich bei der Normalfahrt-Situation um eine Geradeausfahrt, so wird die Aufstandsfläche eher kleiner gewählt. Dies hat eine Reduzierung des Laufwiderstands zur Folge, was im weiteren Verlauf eine Reduzierung des Kraftstoffverbrauchs des Fahrzeugs, als auch die Minimierung des Verschleißes der Lauffläche begünstig.The invention relates to methods for adapting the tread of a tire, in particular of a car and truck, to temporarily variable or permanently present driving situations. According to the invention, it should be possible to react to different driving situations by using only one type of tire and to always set an optimum with regard to driving safety and driving comfort. Accordingly, for a driving safety in different dangerous situations (temporarily changeable) such. As lightning ice development in the season transition, aquaplaning in the summer or emergency braking on a smooth road surface improved and on the other an optimization of ride comfort during normal driving (permanently present) such. As low noise, tire wear or fuel consumption can be achieved. Especially in motorized vehicles, a variety of different requirements are placed on tires. While in a dry roadway as simple as possible, provided with few grooves tire profile (large footprint) realizes the desired road contact, in wet or snowy ground comparatively many grooves in the profile are essential. In order to ensure contact between the tire and the ground in wet weather conditions, the water in the area of the footprint must be removed. This is caused by a few, more pronounced grooves in the profile, which should prevent a "floating" as in aquaplaning. On snowy ground, however, many smaller grooves are preferred, which are additionally provided with lamellae and serve for the expression of isolated tread blocks. These tread blocks create a kind of "gearing" with the snow-covered road and serve to increase the grip. Any teeth are also referred to as grip edges. In addition to the targeted adaptation of the tires to temporary danger situations, the procedures explained in more detail below also serve to optimize ride comfort. By varying the size of the footprint of the tire (s), a change in running resistance, i. H. the friction between tread and road surface, realized. If the normal driving situation is straight ahead, the footprint is rather small. This results in a reduction of the running resistance, which in the further course promotes a reduction of the fuel consumption of the vehicle, as well as the minimization of the wear of the running surface.

Bei Brems- und Beschleunigungsvorgängen sowie Kurvenfahrten wird die Aufstandsfläche größer gewählt, um eine möglichst große Kontaktfläche bzw. einen möglichst großen Laufwiderstand zu erzielen.During braking and acceleration as well as cornering, the footprint is chosen to be larger in order to achieve the largest possible contact surface or the largest possible running resistance.

Als ebenfalls sinnvoll ist es zu erachten, die Anzahl an Profilrillen bei trockener Fahrbahn zu reduzieren. Dies verringert den Lärmpegel der Abrollgeräusche im erheblichen Maße. Um all diesen Anforderung gerecht werden zu können, muss sich das Profil eines Reifens auf die unmittelbar vorherrschende Fahrsituation anpassen können. Die im Nachfolgenden näher erläuterten Verfahren dienen eben diesem Zweck.As also useful to consider it to reduce the number of tread grooves on dry roads. This greatly reduces the noise level of the rolling noise. To meet all this requirement, the profile of a tire must be able to adapt to the immediately prevailing driving situation. The methods explained in more detail below serve this purpose.

Stand der TechnikState of the art

Der Reifen des heutigen Stands der Technik besteht aus einer Karkasse und dem darüber gelegenen Laufband. Die Karkasse wird dabei als stabilisierendes Element genutzt, welches u. a. einen sicheren Sitz des Reifens auf der Felge gewährleistet. Aufgrund ihrer mehrschichtigen Bauweise ist sie zudem für eine definierte Reifenform verantwortlich. Das Laufband besteht ebenfalls aus mehreren Schichten, wobei besonders der Laufstreifen für nachfolgende erfindungsgemäße Lösungskonzepte von Interesse ist. Der Laufstreifen ist der Teil des Reifens, welcher unmittelbar mit der Fahrbahnoberfläche in Kontakt steht. Er bildet die sogenannte Lauffläche aus, welche auch als Reifenprofilierung bezeichnet wird.The tire of the present state of the art consists of a carcass and the treadmill above it. The carcass is used as a stabilizing element, which u. a. ensures a secure fit of the tire on the rim. Due to its multi-layered construction, it is also responsible for a defined tire shape. The treadmill also consists of several layers, in particular, the tread for subsequent inventive solution concepts is of interest. The tread is the part of the tire which is in direct contact with the road surface. He forms the so-called tread, which is also referred to as tire tread.

Das Problematische bei der Reifengestaltung ist die Absicherung von Fahrsicherheits- und Fahrkomfortaspekten bei verschiedensten Fahrsituationen wie z. B. Jahreszeitübergängen, Aquaplaning im Sommer, Bremssituationen auf glatten Flächen usw. Sollen all diese Umstände berücksichtigt werden, führt dies in der heutigen Reifenentwicklung zwangsweise zu Kompromisslösungen. Das heißt, für jede Fahrsituation gibt es genau eine optimale Profilausprägung der Reifenlauffläche, was eine Vielzahl an unterschiedlichen Reifenprofilen mit sich bringt.The problem with the tire design is the protection of driving safety and comfort aspects in a variety of driving situations such. Seasonal transitions, aquaplaning in summer, braking on smooth surfaces, etc. If all these circumstances are taken into account, this inevitably leads to compromise solutions in today's tire development. This means that there is exactly one optimum profile of the tire tread for each driving situation, which entails a multitude of different tire treads.

Einige Versuche, den Reifen an ein mögliches Gestaltungsoptimum heranzuführen, führen in den meisten Fälle zur Veränderung der Reifenform. Dabei werden diese durch Regulierung der Größe der Aufstandsfläche an Geradeausfahrten oder Brems- bzw. Beschleunigungsvorgänge sowie Kurvenfahrten angepasst [vgl. US 7,066,226 B1 ].Some attempts to bring the tire to a possible design optimum, in most cases lead to a change in the tire shape. These are adjusted by regulating the size of the footprint on straight-ahead driving or braking or acceleration and cornering [cf. US 7,066,226 B1 ].

Vergleichbare Entwicklungstrends fokussieren sich demnach primär auf die Anpassung des Reifens an eben solche, vorstehend genannten, „normalen” Fahrsituationen, um möglichst wenig mechanische Reibungsverluste zu erzielen. Wechselnde Witterungsbedingungen oder kurzzeitig auftretende Gefahrensituationen werden dabei nicht oder nur teilweise kompensiert.Accordingly, comparable development trends focus primarily on the adaptation of the tire to just those "normal" driving situations mentioned above, in order to achieve as few mechanical friction losses as possible. Changing weather conditions or short-term dangerous situations are not or only partially compensated.

Andere Entwicklungen beschäftigen sich zunehmend mit der Einbettung von Formgedächtnislegierungen in den Verstärkungsgurt. Hierbei werden die herkömmlichen Metallkorde um Korde aus Formgedächtnislegierungen ergänzt. Bei einer erhöhten Geschwindigkeit des Fortbewegungsmittels kommt es zum Anstieg der Temperatur des Laufflächenbandes und somit zur Erwärmung des Gurts. Wird dabei die kritische Temperatur der Formgedächtnislegierung überschritten, kommt es zu einer Formänderung des Formgedächtniskords. Ausgehend von einer entsprechenden Verbindung der Formgedächtniskorde mit den konventionellen Metallkorden, wird dadurch eine Erhöhung der Steifigkeit des Gurts erreicht, welche ein Ausdehnen bzw. Vergrößern des Reifendurchmessers verhindert. (vgl. US 5,242,002 ; Japan 4362401 ) Auch hier steht nur die Veränderung der Reifenform im Vordergrund und nicht die evtl. auftretende Profiländerung. Versuche einer gezielten Gestaltänderung von Reifen zielen in den meisten Fällen auf eine Anpassung an Geradeausfahrten und Beschleunigungsvorgänge, bei denen die Aufstandsfläche des Reifens entsprechend verändert wird, die Lauffläche des Reifens, also die Reifenprofilierung, allerdings eine fest definierte Geometrie aufweist. Other developments are increasingly concerned with the embedding of shape memory alloys in the reinforcing belt. Here, the conventional metal cords are supplemented by cords of shape memory alloys. At an increased speed of the means of transport, there is an increase in the temperature of the tread band and thus to heat the belt. If it exceeds the critical temperature of the shape memory alloy, there is a change in shape of the shape memory cords. Starting from a corresponding connection of the shape memory cords with the conventional metal cords, an increase in the rigidity of the belt is thereby achieved, which prevents expansion or enlargement of the tire diameter. (see. US 5,242,002 ; Japan 4362401 ) Again, only the change of the tire shape in the foreground and not the possibly occurring profile change. Attempts of a targeted change in shape of tires in most cases aim at an adaptation to straight-ahead driving and acceleration processes, in which the footprint of the tire is changed accordingly, the tread of the tire, so the tire tread, however, has a well-defined geometry.

Der Erfindung liegt demnach die Aufgabe zugrunde, die Lauffläche eines Reifens eines Fortbewegungsmittels während der Fahrt so zu verändern, dass es zu einer gezielten, reversiblen, gestaltoptimierten Anpassung des Reifenprofils, zu unterschiedlichen Zeiten, auf verschiedene Fahrsituationen – Normalfahrtsituationen als auch Gefahrensituationen – kommt. Angedacht ist dabei sowohl eine autarke – durch Umgebungsbedingungen bedingte – Anpassung der Lauffläche (passiv) als auch eine, anhand von Sensordaten erfolgende Anpassung (aktiv).The invention is therefore an object of the tread of a tire of a means of transport while driving to change so that there is a targeted, reversible, shape-optimized adaptation of the tire tread, at different times, to different driving situations - normal driving situations and dangerous situations. It is intended both a self-sufficient - due to environmental conditions - adjustment of the tread (passive) as well as an adaptation based on sensor data (active).

Lösungsansätze und wesentliche MerkmaleSolution approaches and essential features

Diverse Aufgaben werden durch einen Fahrzeugreifen mit den im Anspruch 1 angegebenen Merkmalen gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.Various objects are achieved by a vehicle tire having the features specified in claim 1. Advantageous developments of the invention are the subject of the dependent claims.

Die Veränderung der Lauffläche wird erfindungsgemäß durch, vorzugsweise direkt in die Lauffläche integrierte, Aktuatoren wie z. B. Dehnstoffaktuatoren, Piezo-Keramiken, Formgedächtnislegierungen, Formgedächtnispolymere, Hydrogele, magneto- oder elektrostriktive Aktuatoren, realisiert. Die verwendeten Aktuatoren liegen dabei in Form von einzelnen, umlaufenden Bändern, Bändergruppen, Gittern, einzeln eingebrachten Segmenten oder in kombinatorischer Form vor. Dabei sorgt eine Gestaltänderung der Aktuatoren – Volumenänderungsarbeit – für eine Verschiebung einzelner bzw. mehrerer Profilblöcke gegeneinander, wodurch es zu Quer- bzw. Längsrillenbildung und/oder Lammellenbildung kommt. Die Ausrichtung der Aktuatoren kann sowohl in Längs- oder Querrichtung, als auch in kombinatorischer Form erfolgen. Eine genaue Anpassung der Aktuatorenposition an die Laufflächengestalt ist unabkömmlich.The change in tread is inventively by, preferably integrated directly into the tread, actuators such. B. Dehnstoffaktuatoren, piezo ceramics, shape memory alloys, shape memory polymers, hydrogels, magneto or electrostrictive actuators implemented. The actuators used are in the form of individual, circumferential bands, bands groups, gratings, individually introduced segments or in combinatorial form. In this case, a change in shape of the actuators - volume change work - ensures a shift of individual or more tread blocks against each other, resulting in transverse or longitudinal groove formation and / or Lammellenbildung. The alignment of the actuators can be done both in the longitudinal or transverse direction, as well as in combinatorial form. A precise adjustment of the actuator position to the tread shape is indispensable.

Die Aktivierung bzw. Gestaltänderung oben genannter Aktuatoren ist dabei reversibel und wird durch temporär vorherrschende Umgebungsfaktoren autark oder gezielt durch Ansteuern ausgelöst.The activation or change in shape of the abovementioned actuators is reversible and is triggered autonomously or specifically by activation by temporarily prevailing environmental factors.

Zur gezielten Ansteuerung der Aktuatoren kann es notwendig sein, die Fahrbahnbeschaffenheit zu erfassen. Dazu können die in dem Fahrzeug ggf. vorhandenen Fahrbahnüberwachungssysteme genutzt bzw. geeignete Sensoren installiert werden. [vgl. EP 1 635 163 A2 ]For targeted control of the actuators, it may be necessary to detect the road condition. For this purpose, the existing possibly in the vehicle roadway monitoring systems can be used or appropriate sensors installed. [see. EP 1 635 163 A2 ]

Handelt es sich bei den verwendeten Aktuatoren um nicht-autarke Systeme, so muss eine entsprechende Energieversorgung für die Ansteuerung angedacht werden. Etwaige Energien können aus dem Bordnetz des Fahrzeuges entnommen oder aus im Reifensystem integrierten Energieversorgungssystemen gewonnen werden. [vgl. US 7,415,874 B2 ]If the actuators used are non-self-sufficient systems, a corresponding energy supply for the control must be considered. Any energy can be taken from the on-board network of the vehicle or obtained from integrated in the tire system energy supply systems. [see. US 7,415,874 B2 ]

Das erste erfindungsgemäße Lösungskonzept beinhaltet den Einsatz von Dehnstoffaktuatoren, welche als feste, flüssige oder vorzugsweise gummiartige Bestandteile in die Lauffläche integriert werden. Etwaige Aktuatoren bedürfen einer direkten Ansteuerung durch unmittelbar angebrachte Energiequellen – in Form von Wärmeenergiequellen –, um eine definierte Profiländerung zu ermöglichen. Um den dabei entstehenden Kraftfluss gezielt für eine Profiländerung einsetzen zu können, werden je nach Integrationsart mehr oder weniger Hilfsmittel wie Stütz- oder Gleitelemente eingesetzt. Die Wärmeeinbringung erfolgt mittels Heizelemente wie zum Beispiel Peltier-Elemente oder Heizdrähte, welche mit in den Reifen integriert werden müssen.The first solution according to the invention involves the use of Dehnstoffaktuatoren, which are integrated as solid, liquid or preferably rubber-like ingredients in the tread. Any actuators require a direct control by directly attached energy sources - in the form of heat energy sources - to allow a defined profile change. In order to be able to use the resulting force flow specifically for a profile change, depending on the type of integration more or less aids such as support or sliding elements are used. The heat is introduced by means of heating elements such as Peltier elements or heating wires, which must be integrated with the tires.

Alternativ können auch Piezo-Aktuatoren, magneto- oder elektrostriktive Keramiken, Formgedächtnislegierungen, -polymere oder leitfähige Polymere als Aktuatoren verwendet werden, um eine erfindungsgemäße Veränderung des Reifenprofils zu bewirken.Alternatively, piezoactuators, magneto or electrostrictive ceramics, shape memory alloys, polymers or conductive polymers may also be used as actuators to effect a modification of the tire tread according to the invention.

Ein zweites erfindungsgemäßes Lösungskonzept sieht den Einsatz von Hydrogelen als Aktuatoren vor. Diese werden so in die Lauffläche integriert, dass sie vorzugsweise von einer porösen bzw. feuchtigkeitsdurchlässigen und/oder semipermeablen Schicht umschlossen sind, welche mit der Umwelt des Reifens in Kontakt steht. Über die Aufnahme von Feuchtigkeit bei nassen Fahrbahnverhältnissen quellen die Hydrogel-Aktuatoren und bewirken durch ihre Volumenänderung Druckkräfte, welche wiederum eine Veränderung des Reifenprofils hervorrufen. Durch das Bestreben der Hydrogel-Aktuatoren zu dehydrieren, erfolgt eine Rückstellung des Profils in den Ausgangszustand sobald die Fahrbahnverhältnisse eine entsprechende Trockenheit aufweisen. Die Dehydrierung kann über die oben genannte Diffusionsschicht geschehen oder über speziell eingebrachte Drainagesysteme erfolgen. Des Weiteren wird eine gezielte Änderung der Lauffläche erfindungsgemäß mittels eines, unterhalb der Karkasse angebrachten, ringförmigen Gürtels bzw. Bandes realisiert. Im ringförmigen Gürtel sind oben aufgeführte Aktuatoren, vorzugsweise auf Formgedächtnislegierungen basierende Aktuatoren, als Ganzes oder segmentweise kombinatorisch integriert. Aufgrund unterschiedlicher, im weiteren Verlauf näher dargestellter Anordnungen der Aktuatoren verformen diese bei Aktivierung gezielt den Reifen durch entstehende Druckkräfte. Auf diese Weise lässt sich der Reifen und im Speziellen die Lauffläche des Reifens gezielt verändern.A second solution according to the invention provides for the use of hydrogels as actuators. These are integrated into the tread so that they are preferably enclosed by a porous or moisture-permeable and / or semipermeable layer which is in contact with the environment of the tire. The inclusion of moisture in wet road conditions swell the hydrogel actuators and cause their volume change pressure forces, which in turn cause a change in the tire tread. By the effort of hydrogel actuators too dehydrate, a reset of the profile takes place in the initial state as soon as the road conditions have a corresponding dryness. The dehydration can take place via the above-mentioned diffusion layer or via specially introduced drainage systems. Furthermore, according to the invention, a targeted change of the tread is realized by means of an annular belt or band mounted below the carcass. In the annular belt, actuators listed above, preferably actuators based on shape memory alloys, are integrated combinatorially as a whole or in segments. Due to different arrangements of the actuators, which are shown in more detail below, these deform specifically upon activation of the tire by resulting pressure forces. In this way, the tire and in particular the tread of the tire can be changed specifically.

Erfindungsgemäß werden die mit Aktuatoren versehenen, ringförmigen Gürtel in Laufrichtung unterhalb der Karkasse angeordnet. Werden diese über eine geeignete Energieversorgung aktiviert, kommt es zu einer Ausdehnung der Aktuatoren in radialer Richtung. Diese radial wirkende Druckkraft resultiert in einer Dehnung der Lauffläche. Diese Dehnung kann dafür genutzt werden, um zusätzliche Querrillen oder Lamellen im Reifenprofil, die sonst durch Vorspannung zusammengedrückt werden, entstehen zu lassen oder bestehende Querrillen zu vergrößern.According to the invention provided with actuators, annular belt are arranged in the running direction below the carcass. If these are activated via a suitable power supply, the actuators expand in the radial direction. This radially acting compressive force results in an elongation of the tread. This stretch can be used to create additional transverse grooves or sipes in the tread that would otherwise be compressed by bias or to increase existing transverse grooves.

Werden nur einzelne, mittig im Reifen liegende Aktuatorenbänder aktiviert, so erfolgt eine Vergrößerung des Reifenumfangs nur in der Reifenmitte. Dieser Effekt führt zu einer Verstärkung des Reifenmittelteils nach außen, wodurch die wirksame Auflagefläche des Reifens reduziert wird. Ein geringerer Abrollwiderstand und eine daraus resultierende Minimierung des Kraftstoffverbrauchs sind die Folge.If only individual actuator belts located centrally in the tire are activated, the tire circumference is only increased in the center of the tire. This effect leads to a reinforcement of the tire center part to the outside, whereby the effective bearing surface of the tire is reduced. A lower rolling resistance and a resulting minimization of fuel consumption are the result.

Alternativ oder zusätzlich dazu können auch einzelne oder mehrere Aktuatorenbänder an den Außenseiten der Lauffläche, also in der Nähe der Reifenflanken, angeordnet sein. Durch deren Aktivierung wird ein Zusammenziehen der äußeren Seiten der Lauffläche bewirkt. Dies würde ebenfalls den Effekt der Reduzierung der Reifenaufstandsfläche erzielen.As an alternative or in addition to this, one or more actuator bands may also be arranged on the outer sides of the tread, ie in the vicinity of the tire sidewalls. Activation causes contraction of the outer sides of the tread. This would also achieve the effect of reducing the tire footprint.

Ein weiteres erfindungsgemäßes Verfahren sieht die Anordnung oben genannter Aktuatoren in Querrichtung unterhalb der Karkasse vor. Bei Aktivierung der Aktuatoren mittels geeigneter Energieversorgung kommt es zur Ausdehnung dieser, woraus Druckkraft in axialer Richtung, d. h. parallel zur Radachse resultiert. Diese axial wirkende Druckkraft hat eine Verbreiterung der Lauffläche (Querdehnung) zur Folge, welche für zusätzliche Längsrillenbildung und/oder für die Bildung von Lamellen – die sonst durch Vorspannung zusammengedrückt werden – im Reifenprofil genutzt werden kann. Außerdem können bestehende Längsrillen dadurch vergrößert werden.A further method according to the invention provides for the arrangement of the abovementioned actuators in the transverse direction below the carcass. Upon activation of the actuators by means of a suitable power supply, it comes to the expansion of these, resulting in compressive force in the axial direction, d. H. results parallel to the wheel axle. This axially acting compressive force results in a broadening of the tread (transverse strain), which can be used in the tire tread for additional longitudinal grooving and / or for the formation of fins - which are otherwise compressed by prestressing. In addition, existing longitudinal grooves can be increased thereby.

Der Effekt der Querdehnung kann gezielt eingesetzt werden, indem nicht alle Aktuatoren angesteuert werden, sondern beispielsweise nur jeder zweite Aktuator. Auf diese Weise kann die Reifenauflagefläche gestuft den Gegebenheiten angepasst werden.The effect of the transverse strain can be used selectively by not all actuators are driven, but, for example, only every second actuator. In this way, the tire support surface can be adapted to the circumstances in a stepped manner.

Um sowohl Querdehnungs- als auch Längsdehnungseffekte nutzten zu können, werden die Aktuatoren erfindungsgemäß so angeordnet, dass diese sich zwischen der absoluten Längs- als auch der absoluten Querausrichtung orientieren. Dadurch lässt sich die Richtung des Kraftflusses in alle Richtungen realisieren. Dem zur Folge kommt es nach Aktivierung der Aktuatoren zu einer Erhöhung des Umfangs und der Breite des Reifens. Die Richtung der wirkenden Kraft ist abhängig vom Winkel im dem die Aktuatoren zueinander und zur Reifenflanke stehen. Mögliche Anordnungen waren u. a. eine V-Anordnung, eine sinusförmige Anordnung oder ein Zick-Zack-förmige Anordnung.In order to be able to use both transverse strain and longitudinal expansion effects, the actuators are arranged according to the invention so that they are oriented between the absolute longitudinal as well as the absolute transverse orientation. As a result, the direction of the power flow can be realized in all directions. As a result, after activation of the actuators, the circumference and the width of the tire increase. The direction of the acting force is dependent on the angle in which the actuators are each other and the tire sidewall. Possible arrangements were u. a. a V-arrangement, a sinusoidal arrangement or a zig-zag arrangement.

Die axial und radial wirkende Druckkraft resultiert in einer Dehnung der Lauffläche in Quer- und Längsrichtung. Durch diese Dehnung entstehen zusätzliche Längs-, Querrillen oder Lamellen im Reifenprofil, die sonst durch Vorspannung zusammengedrückt werden, oder bereits bestehende Rillen werden vergrößert.The axially and radially acting compressive force results in an elongation of the tread in the transverse and longitudinal directions. This elongation creates additional longitudinal, transverse grooves or fins in the tire tread, which are otherwise compressed by bias, or existing grooves are increased.

Zudem kann für eine Verformung der Lauffläche erfindungsgemäß eine Kombination aus, in die Lauffläche integrierten, magnetischen Formteilen, wie z. B. Metallbändern oder Metallsegmenten oder magnetisch reagierenden Polymerstoffteilen, und darunter liegenden Aktuatoren, vorzugsweise kleine Elektromagneten, eingesetzt werden. Die Anordnung wird wie bisher durch Bänderanordnung oder durch eine Array-Anordnung realisiert. Durch Aktivierung der Aktuatoren wird ein bzw. werden mehrere magnetische Felder aufgebaut, welche für anziehende als auch abstoßende Kräfte zwischen den Aktuatoren und den gegenüber positionierten magnetischen Formteilen sorgen. In Folge dessen kommt es zu einer Verformung der Lauffläche und somit zur Änderung des Reifenprofils. Ein gezieltes Zuschalten einzelner Aktuatoren bewirkt eine Deformation der Lauffläche an unterschiedlichen Stellen.In addition, for a deformation of the tread according to the invention, a combination of, integrated in the tread, magnetic molded parts such. As metal bands or metal segments or magnetically reacting polymer fabric parts, and underlying actuators, preferably small electromagnets are used. The arrangement is realized as before by band arrangement or by an array arrangement. By activating the actuators one or more magnetic fields are built up, which provide for attractive as well as repulsive forces between the actuators and the oppositely positioned magnetic moldings. As a result, there is a deformation of the tread and thus to change the tire tread. A targeted connection of individual actuators causes a deformation of the tread at different locations.

Bei diesem Lösungskonzept verformen sich nicht die Aktuatoren sondern die, als Gegenstück zu jedem Aktuator positionierten magnetischen Formteile bzw. kommt es zu einer Abstandsänderung zwischen beiden Bestandteilen.In this solution concept, it is not the actuators that are deformed, but rather the magnetic molded parts positioned as a counterpart to each actuator or a change in distance between the two components.

Bei der Gestaltung des Reifenprofils ist darauf zu achten, dass nur große, mechanisch steife Profilblöcke für eine Rillenbildung genutzt werden. Diese stellen vor der Aktivierung der Aktuatoren einen einheitlichen, glatten und mechanisch steifen Block dar. Erst bei Aktivierung der Aktuatoren kommt es zur Ausbildung zusätzlicher Profilrillen, welche beispielsweise als Griffkanten genutzt werden können und eine erhebliche Festigkeitsreduzierung des Profilblocks bewirken.When designing the tire profile, make sure that only large, mechanically stiff Tread blocks are used for a groove formation. These are before the activation of the actuators a uniform, smooth and mechanically rigid block. Only upon activation of the actuators it comes to the formation of additional tread grooves, which can be used for example as grip edges and cause a significant reduction in strength of the tread block.

Eine entsprechende Profilgestaltung sieht erfindungsgemäß Profilblöcke vor, welche sich in ihrer geometrischen Form ergänzen. So z. B. ist die Verwendung von keilartigen Profilblöcken denkbar. Diese werden so angeordnet, dass deren, unter einem spitzen Winkel verlaufende, Seiten aneinander gelegt werden, wodurch eine glatte, zusammenhängende Profilfläche entsteht. Kommt es zur Aktivierung der in der Lauffläche integrierten Aktuatoren, so bewegen sich die keilförmigen Profilblöcke parallel voneinander weg und es entstehen weitere nutzbare Profilrillen.A corresponding profile design according to the invention provides profile blocks, which complement each other in their geometric shape. So z. B. the use of wedge-like tread blocks is conceivable. These are arranged so that their sides, which run at an acute angle, are placed next to one another, resulting in a smooth, continuous profile surface. If the actuators integrated in the running surface are activated, then the wedge-shaped tread blocks move away from each other in parallel and further usable tread grooves are created.

Darstellung der LösungsvorteilePresentation of the solution advantages

Der erfindungsgemäße Vorteil liegt in der gezielten, flexiblen und unmittelbaren Anpassungsfähigkeit der Lauffläche eines Reifens an verschiedenste Fahrsituationen in den Bereichen des Fahrkomforts als auch der Fahrsicherheit. Besonders bei gefährlichen Fahrsituationen, welche aus Blitzeisbildung resultieren, sorgen oben genannte Verfahren durch ihre Rillen- bzw. Lamellenbildung für eine erhöhte Sicherheit.The advantage of the invention lies in the targeted, flexible and immediate adaptability of the tread of a tire to a variety of driving situations in the areas of ride comfort and driving safety. Especially in dangerous driving situations, which result from Blitzeisbildung, above-mentioned process by their grooves or lamellae provide increased security.

Explizit darstellbare Vorteile der Erfindung sind die Reduzierung von Geräuschentwicklung, die Verringerung von Abrollwiderständen und die Erhöhung der Sicherheit durch vermehrte Griffkantenbildung.Explicit advantages of the invention are the reduction of noise, the reduction of rolling resistances and the increase in safety through increased grip edge formation.

Ein Anpassen der Lauffläche eines Reifens an entsprechend vorliegende Fahrsituationen kann erfindungsgemäß, je nach Wahl und Aufbau des verwendeten Aktuatorensystems, sowohl passiv (autark) als auch aktiv mittels Ansteuerung und Regelung erfolgen.Adapting the tread of a tire to suitably present driving situations, according to the invention, depending on the choice and structure of the actuator system used, both passive (self-sufficient) and actively done by means of control and regulation.

Bei einer entsprechenden Gestaltung der adaptiven Lauffläche ist es sogar möglich, nur noch einen Reifen für Sommer- und Wintersaison zu verwenden, ohne dabei Kompromisse eingehen zu müssen.With an appropriate design of the adaptive tread it is even possible to use only one tire for summer and winter season, without having to compromise.

Die oben genannten Lösungskonzepte sehen den Einsatz kleiner, kompakter, hochenergiereicher Aktuatorensysteme vor, welche das Gewicht eines Reifens nur unmerklich erhöhen und trotzdem die zu leistenden Kräfte für die Verformung aufbringen können. Bei der Variante des unterhalb der Karkasse angebrachten Gurts, ist sogar ein Wegfall des herkömmlich verwendeten Verstärkungsgurts denkbar.The abovementioned solution concepts provide for the use of small, compact, high-energy actuator systems which only insignificantly increase the weight of a tire and nevertheless can apply the forces required for the deformation. In the variant of the attached below the carcass belt, even eliminating the conventionally used reinforcing belt is conceivable.

Durch den Aufbau eines unterhalb der Karkasse angebrachten Gurts aus Aktuatoren wird sowohl eine einfache Installation gewährleistet, als auch eine nachträgliche Montage ermöglicht. Da dieser Gürtel unterhalb und nicht in der Karkasse integriert ist und aufgrund seiner einfachen Geometrie, kann auch auf ökonomische Vorteile geschlossen werden.The construction of an attached below the carcass belt of actuators both a simple installation is guaranteed, as well as a subsequent assembly allows. Since this belt is integrated below and not in the carcass and due to its simple geometry, it can also be concluded on economic benefits.

Ein weiterer Vorteil erfindungsgemäßer Lösungskonzepte ist die vergleichsweise einfache Integration der Aktuatoren in die Lauffläche, aufgrund ihrer kleinen und z. T. vernetzungsfähigen Geometrien.Another advantage of inventive solution concepts is the comparatively simple integration of the actuators in the tread, due to their small and z. T. crosslinkable geometries.

Durch eine gezielte Ansteuerung von Aktuatoren bzw. Aktuatorengruppen lässt sich ein automatisches Auswuchten des Reifens, vorzugsweise während der Fahrt realisieren. Zudem kann dadurch aktiv gegen eine ungewollte Deformation des Reifens, die zum überwiegenden Teil auf diverse Beschleunigungskräfte während der Fahrt zurück zu führen ist, gewirkt werden.By a targeted control of actuators or actuator groups can be an automatic balancing of the tire, preferably realize while driving. In addition, it can be actively counteracted by an unwanted deformation of the tire, which is mostly due to various acceleration forces while driving back.

Eine entsprechende Anordnung und Verschaltung der Aktuatoren vorausgesetzt, ist es möglich, mit Hilfe des erfindungsgemäß wirkenden Aktuatorensystems Schwingungen im Reifen bzw. im Laufband und/oder in der Karkasse zu generieren, welche u. a. zur Gegenschallerzeugung bzw. zur bewussten Schallerzeugung genutzt werden können. Neben einer vordergründig erwünschten Geräuschminimierung ist dadurch auch eine Geräuschgenerierung möglich, insofern diese erwünscht wird.Assuming a corresponding arrangement and interconnection of the actuators, it is possible with the aid of the actuator system according to the invention to generate vibrations in the tire or in the treadmill and / or in the carcass, which u. a. can be used for counter-sound generation or for conscious sound generation. In addition to a superficially desirable noise minimization, this also makes it possible to generate noise insofar as this is desired.

Je nach Art der eingesetzten Aktuatoren können diese erfindungsgemäß auch als Sensoren fungieren. So kann zum Beispiel bei der Verwendung von Piezo-Aktuatoren anhand auftretender Deformationskräfte im Bereich des Laufbandes und/oder der Karkasse auf unterschiedliche Belastungen des Reifens bzw. einzelner Reifengebiete geschlussfolgert werden.Depending on the type of actuators used, these can also act as sensors according to the invention. For example, in the case of the use of piezoelectric actuators based on deformation forces in the region of the treadmill and / or the carcass, different loads on the tire or individual tire areas can be inferred.

Mit Hilfe des erfindungsgemäß gezielten Ausformens des Profils – d. h. durch das bewusste Ausprägen bzw. Erweitern von Rillen und/oder Lamellen im Reifenprofil – ist es möglich einen Selbstreinigungseffekt des Reifens zu bewirken. Im Profil des Reifens festsitzende Materialien wie z. B. Dreck oder Steine können so gelöst werden.With the help of the invention targeted shaping of the profile - d. H. By consciously forming or widening grooves and / or lamellae in the tire profile, it is possible to effect a self-cleaning effect of the tire. In the profile of the tire stuck materials such. As dirt or stones can be solved.

Neben Fahrsicherheits- und Fahrkomfortaspekten ermöglichen erfindungsgemäße Lösungskonzepte auch den Einfluss auf ästhetische Aspekte. Bei entsprechender Gestaltung des Aktuatorensystems und ein diesbezüglich angepasstes Reifenprofil vorausgesetzt, erlauben oben genannte Lösungskonzepte auch eine Veränderung des Reifenprofildesigns. Hierbei wird die Reifenoberfläche bzw. die Lauffläche gezielt nach den Wünschen des Anwenders gestaltet und kann z. B. zu Werbezwecken genutzt werden.In addition to driving safety and comfort aspects, solution concepts according to the invention also enable the influence on aesthetic aspects. Assuming a corresponding design of the actuator system and a tire profile adapted to this effect, the abovementioned solution concepts also permit a change in the tire tread design. Here, the tire surface or the tread is targeted to the wishes of Designed user and can z. B. be used for promotional purposes.

Ausführungsbeispieleembodiments

Alle nachfolgenden Beschreibungen einer Ausführung der Erfindung besitzen nur beispielhaften Charakter, wonach alle aufgeführten Merkmale in dieser Form nicht zwingend zur Realisierung der Erfindung notwendig sind.All subsequent descriptions of an embodiment of the invention have only exemplary character, according to which all listed features in this form are not necessarily necessary for the realization of the invention.

Weitere Merkmale der erfindungsgemäßen Lösungen ergeben sich aus den Unteransprüchen, der nachfolgenden Beschreibung einer beispielhaften Ausführungsmöglichkeit sowie den beiliegenden Zeichnungen. Darin zeigt:Further features of the solutions according to the invention will become apparent from the dependent claims, the following description of an exemplary embodiment and the accompanying drawings. It shows:

1 Querschnittansicht einer Hälfte eines Reifens mit bevorzugter erfindungsgemäßer Anordnung der Aktuatoren innerhalb der Lauffläche 1 Cross-sectional view of one half of a tire with a preferred inventive arrangement of the actuators within the tread

2 Perspektivische Darstellung eines Reifenausschnitts mit beispielhafter, erfindungsgemäßer Reifenprofilausführung 2 Perspective view of a tire section with exemplary, inventive tire tread design

3a Auszug einer projizierten Profilansicht mit beispielhaft gewählter, unverformter Profilierung und inaktiven Aktuatoren 3a Excerpt of a projected profile view with exemplarily selected, undeformed profiling and inactive actuators

3b Auszug einer projizierten Profilansicht mit beispielhaft gewählter, verformter Profilierung und aktiven Aktuatoren 3b Extract of a projected profile view with exemplarily chosen, deformed profiling and active actuators

4 Perspektivische Darstellung eines Reifenquerschnitts mit erfindungsgemäß in Laufrichtung angeordnetem, unterhalb der Karkasse angebrachten Aktuatorengürtel 4 Perspective representation of a tire cross section with inventively arranged in the direction of, mounted below the carcass actuator belt

5 Perspektivische Darstellung eines Reifenquerschnitts mit erfindungsgemäß in Querrichtung angeordnetem, unterhalb der Karkasse angebrachten Aktuatorengürtel 5 Perspective representation of a tire cross section with inventively arranged in the transverse direction, mounted below the carcass actuator belt

6 Perspektivische Darstellung eines Reifenquerschnitts mit erfindungsgemäß in kombinatorischer Anordnung vorliegenden, unterhalb der Karkasse angebrachten Aktuatorengürtel 6 Perspective representation of a tire cross section with present invention in combinatorial arrangement, mounted below the carcass actuator belt

1 zeigt eine schematische Darstellung eines Reifenquerschnitts eines Fortbewegungsmittels, bevorzugt eines PKW's. Im Laufband 1 ist üblicherweise eine Profilierung 2 eingebracht, welche auch als Lauffläche bezeichnet wird. 1 shows a schematic representation of a tire cross-section of a means of transport, preferably a car. In the treadmill 1 is usually a profiling 2 introduced, which is also referred to as tread.

In der 1 ist eine mögliche Anordnung von Aktuatoren 3 dargestellt, mit denen eine erfindungsgemäße Profiländerung bewirkt werden soll, wobei die Aktuatoren oberhalb der Karkasse 4 im Laufband 1 und bevorzugt in der Lauffläche 2 eingebracht sind.In the 1 is a possible arrangement of actuators 3 represented, with which a profile change according to the invention is to be effected, wherein the actuators above the carcass 4 in the treadmill 1 and preferably in the tread 2 are introduced.

In 2 wird anhand eines dargestellten Reifenquerschnitts eine beispielhaft gewählte, erfindungsgemäße Reifenprofilausführung abgebildet. Ein Profilblock setzt sich aus einem keilförmigen Mittelstück 5 und den zwei, ergänzend dazu geformten Seitenstücken 6 und 7 zusammen. Anhand dieser vereinfachten Reifenprofilausführung, soll eine mögliche angepasste Anordnung der Aktuatoren 3 verdeutlicht werden, welche eine erfindungsgemäße Gestaltänderung des Profils bewirken.In 2 Based on a tire cross-section shown, an exemplary tire tread design according to the invention is depicted as an example. A profile block consists of a wedge-shaped center piece 5 and the two, in addition formed side pieces 6 and 7 together. Based on this simplified tire tread design, a possible adapted arrangement of the actuators 3 be clarified, which cause a change in shape of the profile according to the invention.

Mit einer gestrichelten Linie ist ein Aktuator 3 angedeutet. Für das vereinfachte Reifenprofil in 2 wird ein dreiseitiger, prismatischer Aktuator 3 verwendet. Je nach Anordnung und Ausführung des Reifenprofils können die verwendeten Aktuatoren eine andere Form besitzen, um eine erfindungsgemäße Profiländerung zu realisieren. Ebenso sind Hilfsmittel für die Kraftflusslenkung denkbar.With a dashed line is an actuator 3 indicated. For the simplified tire profile in 2 becomes a three-sided, prismatic actuator 3 used. Depending on the arrangement and design of the tire profile, the actuators used may have a different shape in order to realize a profile change according to the invention. Likewise aids for the power flow steering are conceivable.

Der Aktuator 3 ist zwischen zwei Profilblöcken angeordnet und, wie aus 1 ersichtlich, in dem darunter liegenden Laufband 1, vorzugsweise direkt in der Lauffläche 2, eingebracht. Aus Gründen der Übersichtlichkeit sind nur drei Aktuatoren 3 dargestellt. Der erfahrene Techniker erkennt, dass für eine gezielte Profiländerung des gesamten Reifens eine Vielzahl von Aktuatoren notwendig ist, welche auf dem gesamten Reifenumfang angebracht werden müssen.The actuator 3 is arranged between two tread blocks and how out 1 seen in the underlying treadmill 1 , preferably directly in the tread 2 , brought in. For clarity, only three actuators 3 shown. The experienced technician realizes that for a targeted change in profile of the entire tire a variety of actuators is necessary, which must be mounted on the entire tire circumference.

Das erfindungsgemäße Wirkprinzip der Profiländerung ist in den Figuren 3a und 3b dargestellt. In beiden Figuren ist ein Ausschnitt eines projizierten Profils eines Reifens dargestellt. Zudem sind nur zwei Aktuatoren 3 angedeutet, da dies für die Übersichtlichkeit der Skizze und zum Verständnis des Wirkprinzips ausreicht.The principle of action of the profile change according to the invention is shown in the figures 3a and 3b shown. In both figures, a section of a projected profile of a tire is shown. In addition, only two actuators 3 as this is sufficient for the clarity of the sketch and for understanding the principle of effect.

Die 3a beschreibt das Reifenprofil in seinem Standardzustand. Die Rillenabstände zwischen den Profilblöcken sind relativ klein. Sämtliche Aktuatoren 3 sind inaktiv und das Profil weist keinerlei Verformungen auf.The 3a describes the tire tread in its default state. The groove distances between the tread blocks are relatively small. All actuators 3 are inactive and the profile has no deformations.

3b stellt den verformten Endzustand eines Reifenprofils dar, nachdem die Aktuatoren 3 aktiviert wurden. Durch Aktivierung der Aktuatoren 3 kommt es zur Volumenänderung dieser – in diesem Fall zur Ausdehnung –, wodurch die Seitenstücke 6 und 7 zweier Profilblöcke voneinander entfernt werden. Bedingt durch das erhöhte Volumen eines aktiven Aktuators 8 wird eine erfindungsgemäße Änderung des Profils erreicht. Dies wird in der 3b durch die Vergrößerung der Rillenabstände zwischen zwei Profilblöcken verdeutlicht. 3b represents the deformed final state of a tire tread after the actuators 3 have been activated. By activating the actuators 3 it comes to the change in volume of this - in this case to the extent -, causing the side pieces 6 and 7 two tread blocks are removed from each other. Due to the increased volume of an active actuator 8th If a modification of the profile according to the invention is achieved. This is in the 3b illustrated by the enlargement of the groove distances between two tread blocks.

Die Aktivierung der verwendeten Aktuatoren 3 hängt von deren Art und deren Anordnung ab und erfolgt, wie bereits weiter vorne erklärt, autark oder durch Ansteuerung und Regelung. 4 zeigt den Querschnitt eines Reifens, in dem sich ein erfindungsgemäß in Laufrichtung angeordneter, unterhalb der Karkasse 4 angebrachter Gürtel 10 mit Aktuatoren 3 befindet. Das Laufband mit Lauffläche ist in 4 nicht explizit dargestellt. Der Gürtel 10 übernimmt bei diesem erfindungsgemäßen Lösungsansatz eine verstärkende Funktion. Die Aktuatoren 3 sind in 4 als durchgehender homogener Ring dargestellt. Wie bereits weiter oben näher erläutert, können derartige Aktuatorenringe auch als einzelne Aktuatorensegmente oder als Kombination aus Aktuatorensegmenten und einem zweiten Hilf- oder Verbindungsmaterial bestehen.Activation of the actuators used 3 depends on their nature and their arrangement and, as explained earlier, is self-sufficient or by control and regulation. 4 shows the cross section of a tire, in which an inventively arranged in the running direction, below the carcass 4 attached belt 10 with actuators 3 located. The treadmill with tread is in 4 not explicitly shown. The belt 10 assumes a reinforcing function in this inventive approach. The actuators 3 are in 4 represented as a continuous homogeneous ring. As already explained in more detail above, such actuator rings may also consist of individual actuator segments or of a combination of actuator segments and a second auxiliary or connecting material.

Erfolgt die Aktivierung der Aktuatoren 3, so kommt es zu deren Ausdehnung in radialer Richtung und somit zur Erhöhung des Umfangs des Reifens. Diese Erhöhung des Umfangs bewirkt wiederum eine Dehnung der Lauffläche 2, wodurch es, unter Verwendung einer geeigneten erfindungsgemäßen Profilausführung, zur Querrillen- bzw. Lamellenbildung kommt. Das Wirkprinzip wurde bereits weiter vorne genauer beschrieben.Is the activation of the actuators 3 , so it comes to their expansion in the radial direction and thus to increase the circumference of the tire. This increase in the circumference in turn causes an expansion of the tread 2 , whereby it, using a suitable profile according to the invention, the Quererrillen- or lamellae. The principle of action has already been described in detail earlier.

In 5 ist ebenfalls der Querschnitt eines Reifens dargestellt. Hier sind die, erfindungsgemäß unterhalb der Karkasse 4 angebrachten, Aktuatoren 3 in Querrichtung angeordnet. Ein Gürtel 10 wird auch hier als verstärkendes Element eingesetzt. Der Gürtel ist mit zusätzlichen steifen, ringförmigen Elementen 11 an den Flanken ausgestattet. Sie ermöglichen eine gleichmäßige Verteilung der in axialer Richtung wirkenden Kraft der Aktuatoren 3 auf den Reifen.In 5 also the cross section of a tire is shown. Here are the, according to the invention below the carcass 4 attached, actuators 3 arranged in the transverse direction. A belt 10 is also used here as a reinforcing element. The belt has extra stiff, ring-shaped elements 11 equipped on the flanks. They allow a uniform distribution of the force acting in the axial direction of the actuators 3 on the tires.

Kommt es zur Aktivierung der Aktuatoren 3, wirkt eine Kraft in axialer Richtung, welche in einer Querdehnung der Lauffläche – in 5 nicht explizit dargestellt – resultiert. Diese Dehnung kann für eine entsprechende Ausbildung von Längsrillen oder Lamellen genutzt werden bzw. bestehende Längsrillen vergrößern. Eine genauere Erklärung des Wirkprinzips sowie weitere Spezialfälle finden sich weiter oben.Does it come to the activation of the actuators 3 , A force acts in the axial direction, which in a transverse strain of the tread - in 5 not explicitly shown - results. This strain can be used for a corresponding formation of longitudinal grooves or fins or increase existing longitudinal grooves. A more detailed explanation of the principle of operation as well as other special cases can be found above.

In 6 sind die beiden in 4 und 5 dargestellten Lösungskonzepte in erweiterter, kombinatorischer Form dargestellt. In einem unterhalb der Karkasse 4 angebrachter Gürtel 10 sind Aktuatoren 3 so angeordnet, dass sie weder eine absolute Querausrichtung noch Längsausrichtung einnehmen. Diese, in 6 beispielhaft als Zick-Zack-Anordnung, dargestellte Anordnung der Aktuatoren ermöglicht eine Wirkungsrichtung der Kraft sowohl in axialer als auch in radialer Richtung. Daraus resultierende Verformungen der Lauffläche können zur Ausbildung von Längsrillen, Querrillen und/oder Lamellen im Reifenprofil 2 führen bzw. bereits bestehende Rillen vergrößern. In welchem Maße sich die genannten Rillen ausprägen, hängt von der Wirkungsrichtung der Kraft ab und somit vom Winkel, in dem die Aktuatoren 3 zueinander und zur Reifenflanke stehen. Das genaue Wirkprinzip ist oben ausführlich erklärt.In 6 are the two in 4 and 5 illustrated solution concepts shown in expanded, combinatorial form. In one below the carcass 4 attached belt 10 are actuators 3 arranged so that they occupy neither an absolute transverse orientation nor longitudinal alignment. This, in 6 exemplified as a zig-zag arrangement, illustrated arrangement of the actuators allows a direction of action of the force in both the axial and in the radial direction. Resulting deformations of the tread can be used to form longitudinal grooves, transverse grooves and / or fins in the tire tread 2 lead or enlarge existing grooves. The extent to which these grooves are pronounced depends on the direction of action of the force and thus on the angle at which the actuators 3 to each other and to the tire wall. The exact operating principle is explained in detail above.

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

US 7066226 B1 [0006] US 7066226 B1 [0006]
US 5242002 [0008] US 5242002 [0008]
JP 4362401 [0008] JP 4362401 [0008]
EP 1635163 A2 [0013] EP 1635163 A2 [0013]
US 7415874 B2 [0014] US 7415874 B2 [0014]

Claims

Verfahren zur Anpassung von Reifen eines insbesondere motorisierten Fortbewegungsmittels an gegebene Fahrsituationen, insbesondere eines PKW's, eines LKW's oder dergleichen, dadurch gekennzeichnet, dass das Reifenprofil (2), auch als Lauffläche (2) bezeichnet, zumindest eines Reifens, bevorzugt mehrerer oder sämtlicher Reifen, vorzugsweise während der Fahrt abhängig von der Fahrsituation gezielt, reversibel und automatisch oder autark verändert wird.Method for adapting tires of a particular motorized means of locomotion to given driving situations, in particular of a car, of a truck or the like, characterized in that the tire profile ( 2 ), also as a tread ( 2 ), at least one tire, preferably several or all tires, preferably during the journey depending on the driving situation targeted, reversible and automatically or autonomously changed.

Verfahren gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Reifenprofil (2) eines Reifens derart verändert wird, dass, während der Fahrt Griffkanten in Form von zusätzlichen Querrillen, Längsrillen oder Lamellen ausgebildet bzw. bereits existierende Rillen oder Lamellen vergrößert werden.Method according to claim 1, characterized in that the tire profile ( 2 ) of a tire is changed in such a way that, during travel, grip edges in the form of additional transverse grooves, longitudinal grooves or lamellae are formed or existing grooves or lamellas are enlarged.

Verfahren gemäß Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Veränderung des Profils (2) bewirkt wird, indem im Reifen, bevorzugt innerhalb des Laufbandes (1), bevorzugt unmittelbar in der Lauffläche (2), integrierte Aktuatoren (3) gezielt gesteuert und/oder geregelt werden.Method according to claims 1 and 2, characterized in that the change of the profile ( 2 ) in the tire, preferably within the treadmill ( 1 ), preferably directly in the tread ( 2 ), integrated actuators ( 3 ) are specifically controlled and / or regulated.

Verfahren gemäß Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Veränderung des Profils (2) bewirkt wird, indem im Reifen, bevorzugt unterhalb der Karkasse (4), integrierte Aktuatoren (3) gezielt gesteuert und/oder geregelt werden.Method according to claims 1 and 2, characterized in that the change of the profile ( 2 ) in the tire, preferably below the carcass ( 4 ), integrated actuators ( 3 ) are specifically controlled and / or regulated.

Verfahren gemäß Anspruch 3 und 4, dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei den zur Veränderung des Profils (2) eingesetzten Aktuatoren (3) insbesondere um Dehnstoffaktuatoren, Piezo-Aktuatoren, Piezo-Keramik-Aktuatoren, Formgedächtnislegierungen, Formgedächtnispolymere, Hydrogele, magneto- oder elektrostriktive Aktuatoren oder andere Formveränderungsmittel handelt.A method according to claim 3 and 4, characterized in that it is in the for changing the profile ( 2 ) used actuators ( 3 ) in particular to Dehnstoffaktuatoren, piezo actuators, piezo ceramic actuators, shape memory alloys, shape memory polymers, hydrogels, magneto or electrostrictive actuators or other shape-changing agent.

Verfahren gemäß Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Veränderung des Profils (2) bewirkt wird, indem im Reifen, bevorzugt innerhalb des Laufbandes (1), integrierte Formelemente, insbesondere solche mit ferromagnetischen Eigenschaften, mit, bevorzug im Laufband eingebetteten, unterhalb angeordneten, insbesondere elektromagnetisch funktionierenden Aktuatoren zusammenwirken.Method according to claims 1 and 2, characterized in that the change of the profile ( 2 ) in the tire, preferably within the treadmill ( 1 ), integrated form elements, in particular those with ferromagnetic properties, with, preferably embedded in the treadmill, arranged below, in particular interacting electromagnetically actuators.

Verfahren gemäß einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die steuerbaren und/oder regelbaren Aktuatoren (3) in homogener zusammenhängender Form, in homogener segmentierter Form, in kombinatorisch zusammenhängender als auch kombinatorisch segmentierter Form mit weiteren Funktions- und/oder Hilfselementen zur Realisierung einer Reifenprofiländerung vorliegen.Method according to one or more of the preceding claims, characterized in that the controllable and / or controllable actuators ( 3 ) in homogeneous coherent form, in homogeneous segmented form, in combinatorially contiguous as well as combinatorial segmented form with further functional and / or auxiliary elements for realizing a tire profile change.

Verfahren gemäß einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die erzielte Reifenprofiländerung bei gegebenen Gefahrensituationen und/oder Brems- und/oder Beschleunigungsvorgängen eine Reduzierung der mechanischen Steifigkeit der Lauffläche (2), bevorzugt vereinzelter und/oder vieler oder sämtlicher Profilblöcke bewirkt.Method according to one or more of the preceding claims, characterized in that the achieved tire profile change in given dangerous situations and / or braking and / or acceleration processes, a reduction in the mechanical stiffness of the tread ( 2 ), preferably isolated and / or many or all profile blocks causes.

Verfahren gemäß einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine geeignete Laufflächengestaltung und ein daran angepasstes Aktuatorensystem (3) zur Stabilisierung der Lauffläche (2) genutzt werden.Method according to one or more of the preceding claims, characterized in that a suitable tread design and an actuator system ( 3 ) for stabilizing the tread ( 2 ) be used.

Verfahren gemäß einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Reifen über ein Profil (2) verfügt, welches Geometrien aufweist, bei denen eine Relativbewegung zwischen einzelnen Profilblockteilen und/oder zwischen Profilblöcken zur Ausbildung von Rillen und/oder Lamellen oder zur Vergrößerung bereits bestehender Rillen und/oder Lamellen genutzt wird.Method according to one or more of the preceding claims, characterized in that the tire has a profile ( 2 ), which has geometries in which a relative movement between individual profile block parts and / or between tread blocks is used to form grooves and / or fins or to increase already existing grooves and / or fins.

Verfahren gemäß einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die im Reifen eingebrachten Aktuatoren (3) zur definierten Erzeugung von Schwingungen im Reifen, insbesondere im Laufband (1) und/oder der Karkasse (3) verwendet werden.Method according to one or more of the preceding claims, characterized in that the actuators introduced in the tire ( 3 ) for the defined generation of vibrations in the tire, in particular in the treadmill ( 1 ) and / or the carcass ( 3 ) be used.

Verfahren gemäß Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass im Reifen, insbesondere im Laufband (1) generierte Schwingungen zur Schall- und/oder Gegenschallerzeugung genutzt werden.Method according to claim 11, characterized in that in the tire, in particular in the treadmill ( 1 ) generated vibrations are used for sound and / or Gegenschallerzeugung.

Verfahren gemäß einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass bei entsprechender Anordnung und Verschaltung der Aktuatoren (3) eine Auswuchtung des Reifens, vorzugsweise automatisch während der Fahrt realisiert wird.Method according to one or more of the preceding claims, characterized in that with appropriate arrangement and interconnection of the actuators ( 3 ) a balance of the tire, preferably automatically realized while driving.

Verfahren gemäß einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die verwendeten, insbesondere elektronisch steuerbaren und/oder regelbaren Aktuatoren (3) und/oder Aktuatorensysteme (3) auch als Sensoren genutzt werden können.Method according to one or more of the preceding claims, characterized in that the actuators used, in particular electronically controllable and / or regulatable actuators ( 3 ) and / or actuator systems ( 3 ) can also be used as sensors.

Verfahren gemäß einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass für eine Reifenprofiländerung verwendete Aktuatoren (3) für Selbstreinigungszwecke des Reifens, insbesondere der Reifenlauffläche (2), genutzt werden.Method according to one or more of the preceding claims, characterized in that actuators used for a tire profile change ( 3 ) for self-cleaning purposes of the tire, in particular the tire tread ( 2 ), be used.

Verfahren gemäß einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass bei einer entsprechenden Anordnung und Verschaltung der, insbesondere in der Lauffläche (2) befindlichen, Aktuatoren (3) ein, bevorzugt durch den Nutzer, definiertes Reifenprofildesign generiert wird.Method according to one or more of the preceding claims, characterized in that in a corresponding arrangement and Interconnection of, especially in the tread ( 2 ), actuators ( 3 ), preferably by the user, defined tire profile design is generated.