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Die Erfindung betrifft einen Container zur lösbaren kraftschlüssigen Befestigung eines Elektronikmoduls an einer Reifeninnenseite eines Kraftfahrzeugreifens gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1, sowie ein Werkzeug zur Montage eines Elektronikmoduls in einen derartigen Container.
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Elektronikmodule, welche mit Transpondern oder Sensoren versehen sind, werden im Reifen für verschiedene Aufgaben eingesetzt. Hierzu zählt insbesondere eine Reifenidentifikation, mit der ein Automobilhersteller unter anderem schnell sowie automatisiert feststellen kann, aus welchem Reifenwerk ein bestimmter Reifen geliefert wurde und an welches Fahrzeug der Reifen montiert ist. Andere Aufgaben können eine Luftdrucküberwachung, eine Temperaturmessung, eine Drehzahlerfassung oder die Messung von mechanischen Spannungszuständen im Reifen umfassen. Die üblicherweise verwendeten Transponder bestehen aus einem Elektronikbauteil bzw. Elektronik-Chip, in dem Sensorelemente angeordnet sein können sowie aus einer an dieses Elektronikbauteil angeschlossenen Antenne.
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Ein Beispiel für einen solchen Transponder offenbart die
DE 102 43 441 B4 . Die Befestigung des Transponders an der Reifeninnenseite erfolgt hier durch einen die Transponderoberseite abdeckenden Flicken oder Patch, dessen Ränder an die Reifeninnenseite angeklebt oder anvulkanisiert sind. Ein Austausch des durch den Transponder gebildeten Elektronikmoduls ist hierbei nicht vorgesehen und wäre nur möglich, wenn der Patch zerstörend vom Kraftfahrzeugreifen getrennt würde, so dass nicht nur das Elektronikmodul sondern auch der durch den Flicken gebildete Container ersetzt werden müßte.
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Die
DE 103 25 423 A1 beschreibt einen in ein Substrat eingebetteten Transponder, welcher an einen mit der Reifeninnenseite fest verbundener Materialstreifen eingeknöpft wird, wozu der Transponder mit einem Halteknopf versehen ist. Auf diese Weise entsteht eine lösbare Verbindung des Elektronikmoduls mit dem Fahrzeugluftreifen. Im Bedarfsfall kann durch Lösen des Materialstreifens vom Halteknopf der Transponder auf einfache Weise ausgetauscht werden.
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Eine ähnliche Lösung ist aus der
DE 10 2005 027 104 A1 bekannt, welche eine Halterung für Transponder beschreibt, die aus einem einzigen Materialstreifen besteht, dessen Enden mittelbar oder unmittelbar an der Reifeninnenseite befestigt sind. Das Elektronikmodul wird unter den Haltestreifen geschoben, welcher zur Aufnahme des Elektronikmoduls und zu seiner Halterung eine Lasche oder Schlaufe bildet. Eine Lagefixierung des Elektronikmoduls erfolgt durch einen Halteknopf des Elektronikmoduls, welcher in ein Loch oder in einen Schlitz des Haltestreifens eingreift.
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Aus der
DE 10 2006 004 707 A1 ist ein als Vorrichtung zur Befestigung eines elektronischen Moduls in einem Kraftfahrzeugreifen bezeichneter Container bekannt, welche aus elastischem Material besteht und an einer Innenseite eines Kraftfahrzeugreifens angebracht ist, wobei die Vorrichtung einen im Wesentlichen glocken- oder topfförmigen Aufbau aufweist, der im oberen, der Innenseite des Kraftfahrzeugreifens abgewandten Bereich mit einer oder mehreren Öffnungen versehenen ist, wobei das elektronische Modul kraftschlüssig, insbesondere klemmend, oder stoffschlüssig in der Vorrichtung befestigt wird. Als Vorteil einer derartigen Vorrichtung wird angegeben, dass ein Elektronikmodul so im Container befestigt werden kann, dass sich zwischen dem Elektronikmodul, den Seitenwänden und der Innenseite des Kraftfahrzeugreifens ein Gaspolster ausbildet, welches vornehmlich zur Dämpfung des Elektronikmoduls gegen Stöße verwendet wird. Für das Gaspolster bzw. den Gaspuffer wird das zum Füllen des Reifens vorgesehene Gas, insbesondere Luft, verwendet. Dazu muss die Vorrichtung mindestens eine Öffnung zum Druckausgleich mit dem Druck im Inneren des Kraftfahrzeugreifens besitzen, damit die Vorrichtung beim Befüllen des Reifens bzw. beim Druckablassen aus dem Reifen nicht in sich zusammengedrückt wird bzw. sich nicht aufbläst. Diese Öffnung ist im oberen, der Innenseite des Kraftfahrzeugreifens abgewandten Bereich angeordnet.
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Schließlich ist aus der
DE 603 07 468 T2 mit Bezug auf die dortigen
10 bis
15 ein gattungsbildender Container bekannt, bei dem ein Elektronikmodul mit kugelförmigen Gehäuse derart in den etwa säulenförmigen Container eingesetzt ist, dass ein als Lippe ausgebildeter Rand des Containers eine geringere Weite als das Elektronikmodul aufweist. Der sehr dünn ausgeführte Rand überdeckt das Elektronikmodul nicht, sondern liegt nur an einem durchmesserkleineren Bereich des Elektronikmoduls an; er soll aber dennoch für eine sichere Lagefixierung des Elektronikmoduls sorgen. Das Verhältnis zwischen dem Durchmesser der Öffnung des Containers und dem maximalen Durchmesser des Hohlraums beträgt bei einer derartigen Ausgestaltung lediglich 0,8, welches für die im Normalbetrieb auftretenden Massenkräfte als nicht immer ausreichend erscheint, um das Elektronikmodul sicher im Container zu befestigen. Ferner dürfte der sehr dünn gehaltene Rand des Containers schnell einreißen, wenn zum Einsetzen oder Austausch des Elektronikmoduls der Rand geweitet werden muss. Auch das radiale Hervorstehen des Elektronikmoduls aus dem Container scheint nicht unproblematisch zu sein.
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Aus der
US 6,546,982 B1 ist ein gattungsgemäßer Container mit einer Öffnung bekannt, durch die ein Elektronikmodul reversibel in den Container eingebracht werden kann.
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Die
DE 10 2005 024 258 A1 offenbart einen Container zur lösbaren kraftschlüssigen Befestigung eines als Elektronikmodul ausgeführtes Elektronikbauteil an einer Innenseite eines Fahrzeugluftreifens, wobei der Container aus elastischem Material in Form eines Kunststoffs oder Gummis besteht und einen im Wesentlichen aus topfförmigen Ausnehmungen bestehenden Hohlraum mit zur Fahrzeugluftreifeninnseite ausgerichteten Boden aufweist und eine sich an den Boden anschließende die Ausnehmungen begrenzende Wand und einen der Fahrzeugluftreifeninnseite abgewandten Rand aufweist, welcher eine Öffnung begrenzt, durch die das Elektronikbauteil in den Container einsetzbar ist, wobei eine Unterseite des Bodens des Containers durch anvulkanisieren dauerhaft mit der Reifeninnenseite verbunden ist, wobei das Elektronikbauteil die topfförmigen Aussparungen des Containers zumindest annähernd vollständig ausfüllt und die Ausnehmungen des Containers ein topfförmige bzw. eine kegelstumpfförmige Kontur aufweist.
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Auch wenn sich die oben beschriebenen Lösungen in der Praxis bewährt haben mögen, besteht dennoch Bedarf an Verbesserungen. Die relativ empfindlichen elektronischen Bauteile des Elektronikmoduls sind nämlich im Betrieb des Fahrzeugluftreifens extremen Bedingungen hinsichtlich Vibrationen, Fliehkräften, Stößen, Querbeschleunigungskräften, Verformungen des Reifens beim Ein- und Auslaufen in bzw. aus dem Latsch und weiteren mechanischen Belastungen ausgesetzt. Diese Belastungen können zu Beschädigungen und damit zum Ausfall der elektronischen Bauteile des Elektronikmoduls führen, sowie zum Herauslösen des Elektronikmoduls aus dem Container, jedenfalls bei solchen Containern, welche ein Herauslösen des Elektronikmoduls zulassen. Insbesondere derartige Container bieten noch Raum für Verbesserungen, besonders in Hinblick auf eine sichere Lagefixierung des Elektronikmoduls im Normalbetrieb einerseits und in Hinblick auf eine sichere, den Container aber schonende Montage bzw. Demontage des Elektronikmoduls andererseits.
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Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, diesbezüglich Abhilfe zu schaffen und einen Container zur lösbaren kraftschlüssigen Befestigung eines Elektronikmoduls an einer Reifeninnenseite eines Kraftfahrzeugreifens der eingangs genannten Art zu gestalten, dessen Elektronikmodul im Normalbetrieb dauerhaft mit dem Container verbunden ist und das sich im Bedarfsfalle einfach, schnell und schonend aus dem Container entfernen bzw. in den Container einsetzen lässt.
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Gelöst wird die gestellte Aufgabe erfindungsgemäß dadurch, dass der Hohlraum des Containers eine im Wesentlichen kegelstumpfförmige Kontur aufweist, wobei das Gehäuse des Elektronikmoduls den Hohlraum des Containers zumindest annähernd vollständig ausfüllt.
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Hierdurch lassen sich eine Reihe von überraschenden Effekten bzw. Vorteilen erzielen.
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Die Erfindung ermöglicht eine relativ einfache und sichere Methode, um ein Elektronikmodul mit einer als Container ausgebildeten Haltevorrichtung an der Reifeninnenseite eines Fahrzeugreifens lösbar zu befestigen. Die erfindungsgemäße Konstruktion des Containers im Bereich seiner Öffnung orientiert sich an den tatsächlich im Betrieb auftretenden Kräften, welche auf das Elektronikmodul einwirken. Durch die Zentrifugalbeschleunigung wirken bei ebener Fahrbahn in der Regel keine nennenswerten Kräfte, welche das Elektronikmodul aus dem nach oben offenen Container drücken oder ziehen würden. Einzig bei großen Fahrbahnunebenheiten können Beschleunigungen zur Radnabe hin erzeugt werden. Die dadurch auftretenden Massenkräfte können aber durch die beschriebene Einrichtung aufgenommen werden.
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In einer bevorzugten Weiterbildung des Containers gemäß der Erfindung ist vorgesehen, dass das Verhältnis zwischen dem maximalen Durchmesser dmh des Hohlraumes des Containers und dem Durchmesser dmin der Öffnung zwischen 0,3 und 0,66 beträgt.
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Die durch die genannten Beschleunigungen erzeugten Kräfte wirken besonders auf den oberen Rand des Containers ein. Dieser Rand gewährleistet letztendlich die Fixierung des Elektronikmoduls im Container. Durch das Durchmesser- bzw. Weitenverhältnis zwischen der vom Rand begrenzten Öffnung und dem Durchmesser bzw. der Weite des Elektronikmoduls von 0,3 bis 0,66 ist bereits weitgehend ein sicherer Halt des Elektronikmoduls im Container gewährleistet. Zudem gewährleistet die bevorzugt kegelstumpfförmige Geometrie des Gehäuses des Elektronikmoduls einen besonders sicheren Halt in dem Container.
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Weiter ist erfindungsgemäß vorgesehen, dass der obere Rand des Containers mit einem Sicherungselement zur Sicherung des Elektronikmoduls im Container versehen ist. Die zusätzliche Verbindung des Randes mit einem Sicherungselement macht die Fixierung absolut sicher. Gleichzeitig ist die erfindungsgemäße Ausgestaltung aber auch deshalb besonders vorteilhaft, weil hierdurch auch eine leichte und vor allem den Container schonende Montage bzw. Demontage des Elektronikmoduls ermöglicht ist.
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In einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung kann vorgesehen sein, dass das Sicherungselement zur Sicherung des Elektronikmoduls im Container durch zumindest teilelastische Verstärkungsfäden gebildet ist, wobei die Verstärkungsfäden in Umfangsrichtung im Bereich des Randes in der Wand des Containers eingebettet sind.
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Diese Ausgestaltung lässt sich noch dadurch ergänzen, dass die Verstärkungsfäden textile Filamente aus Rayon, Nylon, Aramid oder Filamente aus Stahl oder Hybridmaterialien sind.
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In einer erfindungsgemäßen Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass das Sicherungselement durch eine einstückig an den Rand des Containers angeformte Ringscheibe mit zentraler Öffnung gebildet ist, wobei die Ringscheibe die Öffnung und den Hohlraum teilweise abdeckt und die Öffnung soweit verengt, das die Ringscheibe das Elektronikmodul zumindest teilweise überdeckt.
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In einer praktischen Weiterbildung dieser Ausgestaltung kann vorgesehen sein, dass die Ringscheibe mit einer farbigen und kreisrunden Markierung versehen ist, durch welche eine korrekte Position des Elektronikmoduls im Container sensitiv kontrollierbar ist.
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In einer anderen praktischen Ausgestaltung der Erfindung kann vorgesehen sein, dass der Container eine Innenwand und einen Innenboden aufweist, welche in ihrem Verlauf dem Verlauf der Wand und des Bodens des Containers entsprechen. Dies lässt sich noch durch eine besonders vorteilhafte Ausgestaltung ergänzen, bei der vorgesehen ist, dass auch der Außenmantel der Wand des Containers und der von einem Innenmantel des Containers begrenzte Hohlraum jeweils die Form eines Kegelstumpfes aufweisen.
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In einer besonders bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass sowohl der Durchmesser dmin der Öffnung als auch der maximale Durchmesser dmax des Gehäuses des Elektronikmoduls kleiner sind als der maximale Durchmesser dmh des Hohlraums des Containers.
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Alternativ dazu kann vorgesehen sein, dass der maximale Durchmesser dmax des Gehäuses des Elektronikmoduls und der maximale Durchmesser dmh des Hohlraums gleich sind.
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In einer anderen Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass das Gehäuse des Elektronikmoduls eine ellipsoidförmige Kontur aufweist, und dass in die Wand des Containers eine konkave Ringnut eingelassen ist, in welcher das Gehäuse des Elektronikmoduls gelagert ist.
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In weiteren praktischen Varianten der Erfindung ist kumulativ oder alternativ vorgesehen, dass der Rand des Containers einen nach außen kragenden Wulst aufweist, dass der Boden des Containers über die Wand hinaus zu einer Platte verlängert ist, dass die Platte eine ovale Grundform aufweist und/oder dass der vom Hohlraum gebildete Containerraum eine ovale oder runde Grundform aufweist.
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Die Erfindung betrifft ebenso ein Werkzeug zur Montage eines Elektronikmoduls in einen erfindungsgemäßen Container zur lösbaren kraftschlüssigen Befestigung eines Elektronikmoduls an einer Reifeninnenseite eines Kraftfahrzeugreifens. Bei diesem Werkzeug ist vorgesehen, dass das Werkzeug wenigstens zwei, vorzugsweise drei oder vier Arme aufweist, welche an ihren unteren Enden mit Schaufeln oder Greifern verbunden sind, die am inneren Rand des Containers ansetzbar sind und durch welche Greifer der Rand auseinander spreizbar ist.
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Das erfindungsgemäß ausgestaltete Werkzeug ermöglicht eine relativ einfache und sichere Methode, um ein Elektronikmodul in einem erfindungsgemäß ausgestalteten Container lösbar zu befestigen. Ein ansonsten komplett manueller Prozess birgt nämlich verschiedene Risiken, wie beispielsweise die Beschädigung des Containers und/oder die unvollständige Fixierung des Elektronikmoduls im Container. Diese Gefahren können auf überraschend einfache Art und Weise durch ein erfindungsgemäß ausgestaltetes Werkzeug minimiert werden.
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In einer Weiterbildung dieser Ausgestaltung kann vorgesehen sein, dass das Spreizen der Arme und der Greifer durch eine Bewegung auf einer Kreisbahn erfolgt, oder alternativ dazu, dass das Spreizen der Arme und der Greifer durch ein Verdrehen von zwei ringförmigen Platten mit entsprechenden Nuten in einer Exzenterbewegung erfolgt.
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Ein anderes erfindungsgemäßes Werkzeug zur Montage eines Elektronikmoduls in einen erfindungsgemäßen Container zur lösbaren kraftschlüssigen Befestigung eines Elektronikmoduls an einer Reifeninnenseite eines Kraftfahrzeugreifens zeichnet sich dadurch aus, dass das Werkzeug aus einem spiralförmig gewickelten Spreizband besteht, welches in die Öffnung des Containers einsetzbar ist, wobei eine Umfangserweiterung des Spreizbandes eine Aufweitung der Öffnung bzw. des Randes des Containers bewirkt.
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Diese Ausgestaltung lässt sich schließlich noch dadurch ergänzen, dass die Umfangserweiterung des Spreizbandes durch eine Schraubenbewegung eines mit dem Spreizband verbundenen Schneckengetriebes bewirkbar ist.
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Weitere Merkmale, Vorteile und Einzelheiten der Erfindung werden anhand der Zeichnung, die schematisch Ausführungsbeispiele der Erfindung darstellt, näher beschrieben. In dieser zeigt
- 1 schematisch eine perspektivische Teilansicht eines Fahrzeugluftreifens mit einem erfindungsgemäßen Container,
- 2 ein erstes Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Containers im Querschnitt,
- 3 ein zweites Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Containers im Querschnitt,
- 4 eine perspektivische Ansicht eines Elektronikmoduls,
- 5 eine perspektivische Ansicht des Containers aus 3,
- 6 eine andere perspektivische Ansicht des Containers aus 3,
- 7 ein drittes Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Containers von der Seite gesehen,
- 8 den Container aus 7 im Querschnitt dargestellt,
- 9 den Container aus 7 von oben betrachtet,
- 10 ein viertes Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Containers von oben gesehen,
- 11 den Container aus 3 mit angesetztem Montagewerkzeug,
- 12 eine schematische Darstellung des Montagewerkzeugs aus 11,
- 13 den Container aus 3 mit angesetztem alternativem Montagewerkzeug, und
- 14 den Container aus 6 mit dem Montagewerkzeug aus 13.
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In 1 ist schematisch ein in Teilansicht angedeuteter Fahrzeugluftreifen 1 in einer perspektivischen Ansicht dargestellt. Der Fahrzeugluftreifen 1 weist in an sich bekannter Weise die üblichen weiteren Bauteile eines Fahrzeugluftreifens 1 insbesondere in radialer Bauweise auf, also einen Seitenwände 2 verbindenden Laufstreifen 3 mit darin eingebetteter Verstärkungslage 4 aus Stahlcorden, sich an die Seitenwände 2 nach radial innen anschließenden Reifenwülsten 5, eine Karkasse usw. Der Fahrzeugluftreifen 1 kann insbesondere ein für Personenkraftwagen geeigneter Fahrzeugluftreifen 1, aber auch einer solcher sein, wie er für mittlere oder schwere Lastkraftwagen verwendet wird. Entsprechend kann die Art des Karkassematerials, die Anzahl der Verstärkungslagen 4 im Laufstreifen 3 oder zusätzliche Bauteile, wie Bandagen, den jeweiligen Anforderungen eingebaut bzw. gewählt werden.
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Eine Reifeninnenseite 6 des Fahrzeugluftreifens 1 begrenzt axial und nach radial außen den gasgefüllten Druckraum des Fahrzeugluftreifens 1. Um eine Luftdichtheit des Fahrzeugluftreifens 1 zu gewährleisten, besteht die auch als Innerliner bezeichnete Reifeninnenseite 6 des Fahrzeuglustreifens 1 aus Butylkautschuk oder aus einem anderen luftundurchlässigen Gummimaterial.
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Auf der Reifeninnenseite 6 des Fahrzeugluftreifens 1 ist eine fachsprachlich als Container 7 bezeichnete Vorrichtung zur lösbaren Befestigung eines Elektronikmoduls 8 angeordnet. Dieser in 1 dargestellte Container 7 wird näher anhand der 3 bis 6 erläutert.
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Das Elektronikmodul 8 ist ein separates Bauteil, welches nach der Fertigstellung des Fahrzeugluftreifens 1 an die Reifeninnenseite 6 des Fahrzeugluftreifens 1 angebracht wird. Das Elektronikmodul 8 weist ein Gehäuse 9 für nicht näher dargestellte elektronische Bauteile, wie Antennen, Sensoren, Transponder und Akkumulatoren auf. Diese elektronischen Bauteile dienen je nach Anwendungsfall der Erfassung des Luftdrucks im Reifen, der Reifenidentifikation, der Drehzahlerfassung, der Erfassung des Reifenschlupfs und/oder anderen Zwecken. Die in der Regel empfindlichen elektronischen Bauteile sind im Betrieb des Fahrzeugluftreifens 1 extremen Bedingungen ausgesetzt, insbesondere hohen Fliehkräften, Vibrationen und Querkräften. Um die elektronischen Bauteile vor diesen die Lebensdauer negativ beeinflussenden Kräften zu schützen, besteht das Gehäuse 9 aus einem thermoplastischen Kunststoff, beispielsweise aus Polyurethan oder aus einem anderen geeigneten Material, welches geeignet ist, die elektronischen Bauteile vor mechanischen Beanspruchungen zu schützen.
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Ausführungsbeispiele des Containers 7 zur lösbaren Befestigung des Elektronikmoduls 8 sind in den 2, 3 und 5 bis 12 näher dargestellt. Dabei werden für gleiche Bauteile die gleichen Bezugsziffern verwendet.
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In 2 ist ein erstes Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Containers 7 zur lösbaren kraftschlüssigen Befestigung des Elektronikmoduls 8 in einem Längsschnitt dargestellt. Der Container 7 besteht aus einem Elastomer und weist einen im Wesentlichen topfförmigen Aufbau mit einem zur Reifeninnenseite 6 gerichteten Boden 10, eine sich an den Boden 10 anschließenden, einen Hohlraum 11 begrenzenden Wand 12 und einen der Reifeninnenseite 6 des Kraftfahrzeugreifens 1 abgewandten Rand 13 auf, welcher eine Öffnung 14 begrenzt, durch welche das Elektronikmodul 8 in den Container 7 einsetzbar und entfernbar ist.
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Der Durchmesser dmin der Öffnung 14 ist kleiner als der maximale Durchmesser dmax des Gehäuses 9 des Elektronikmoduls 8 sowie kleiner als der maximale Durchmesser dmh des Hohlraums 11, wobei dmax und dmh im Ausführungsbeispiel nach 2 den gleichen Wert aufweisen. Anders ausgedrückt ist die Fläche der Öffnung 14 kleiner als die Projektionsfläche des Gehäuses 9 des Elektronikmoduls 8 an dessen durchmessergrößten Stelle.
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Eine Unterseite 15 des Bodens 10 ist über eine Haftschicht 16 dauerhaft mit der Reifeninnenseite 6 verbunden. Die Haftschicht 16 kann durch einen geeigneten Klebstoff oder durch einen anderen Haftvermittler gebildet sein. Bevorzugt wird ein solcher Haftvermittler, mittels dessen der Container 7 während des Vulkanisierprozesses des Kraftfahrzeugreifens 1 an diesen befestigt werden kann. Jedoch ist auch ein Anvulkanisieren des Containers 7 an den Kraftfahrzeugreifen 1 nach Abschluß der Vulkanisation möglich.
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Nachdem der Container 7 mit dem Kraftfahrzeugreifen 1 verbunden wurde wird das Elektronikmodul 8 in den Container 7 eingesetzt. Dazu wird der Rand 13 des Containers 7 mittels eines geeigneten, noch zu beschreibenden Werkzeuges aufgeweitet. Nach dem Einsetzen des Elektronikmoduls 8 springt der Rand 13 elastisch in seine Ausgangslage zurück und hält das Elektronikmodul 8 in seinem Sitz fest. Um einen dauerhaften Sitz des Elektronikmoduls 8 im Container 7 zu gewährleisten, ist bei der Ausführungsform gemäß 2 vorgesehen, dass die Innenkontur des Hohlraums 11 der Außenkontur des Gehäuses 9 angepaßt ist. Das Gehäuse 9 des Elektronikmoduls 8 weist eine ellipsoidförmige Querschnittskontur auf. Dem entsprechend ist in die Wand 12 eine konkave Ringnut 17 eingelassen bzw. ausgebildet, in welcher das Gehäuse 9 des Elektronikmoduls 8 gelagert ist.
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Um auch unter extremen Betriebsbedingungen einen festen Klemmsitz des Elektronikmoduls 8 im Container 7 zu gewährleisten, ist der Rand 13 mit einem zusätzlichen Sicherungselement 18 versehen. Dieses besteht gemäß dem Ausführungsbeispiel der 2 aus zumindest teil-elastischen Verstärkungsfäden 19, welche in Umfangsrichtung im Bereich des Randes 13 in der Wand 12 des Containers 7 eingebettet sind. Als Verstärkungsfäden 19 kommen an sich bekannte Cordmaterialen zur Anwendung, wie Fäden oder Filamente aus Rayon, Nylon, Aramid oder aus anderen textilen Materialien, sowie solche aus Stahl oder Hybridmaterialien. Es werden aber ganz besonders solche bevorzugt, die zwar eine gewisse Elastizität aufweisen, die aber vor allem unter Betriebsbedingungen dafür sorgen, dass am Elektronikmodul 8 anliegende Massenkräfte, sowie zentrifugale und radiale Kräfte nicht zu einer unerwünscht großen Aufweitung des Randes 13 und damit der Öffnung 14 führen können.
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Das Sicherungselement 18 verhindert zusätzlich zur Materialeigenspannung des Gummis des Randes 13, dass das Elektronikmodul 8 im Betrieb ungewollt den Container 7 verläßt. Die Verstärkungsfäden 19 sind dabei lediglich im Bereich des Randes 13 in die Wand 12 eingebettet und fungieren als eine Art Bandage. Im unteren Bereich der Wand 12 sind keine Verstärkungsfäden 19 angeordnet. In diesem Bereich soll die Wand 12 elastisch nachgiebig sein, um Stöße abfedern zu können. In diesem Bereich angeordnete Verstärkungsfäden 19 würden diese Dämpfungswirkung beeinträchtigen.
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In den 3, 5 und 6 ist ein zweites Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Containers 7 dargestellt, welcher weitgehend dem in 2 dargestellten Container 7 entspricht. Der Unterschied besteht darin, dass der Hohlraum 11 des Container 7 gemäß 3 ein größeres Volumen als das Gehäuse 9 des Elektronikmoduls 7 aufweist. Der Container 7 hat eine Innenwand 20 und einen Innenboden 21, welche in ihrem Verlauf dem Verlauf der Wand 12 und des Bodens 10 entsprechen, so dass der Außenmantel 22 des Containers 7 und der vom Innenmantel 23 des Containers 7 begrenzte der Hohlraum 11 jeweils die Form eines Kegelstumpfes aufweisen.
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Der Durchmesser dmin der Öffnung 14 ist kleiner als der maximale Durchmesser dmax des Gehäuses 9 des Elektronikmoduls 8, wobei sowohl der Durchmesser dmin der Öffnung 14 als auch der maximale Durchmesser dmax des Gehäuses 9 des Elektronikmoduls 8 kleiner sind als der maximale Durchmesser dmh des Hohlraums 11. Anders ausgedrückt ist die Fläche der Öffnung 14 kleiner als die Projektionsfläche des Gehäuses 9 des Elektronikmoduls 8 an seiner durchmesserstärksten Stelle, welche wiederum kleiner ist als die Fläche des Innenbodens 21.
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Der jeweils kegelstumpfförmige Verlauf der Wand 12 und der Innenwand 20 des Containers 7 hat sich als besonders vorteilhaft zur Sicherung des Elektronikmoduls 8 herausgestellt.
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Um aber auch unter extremen Betriebsbedingungen einen festen Klemmsitz des Elektronikmoduls 8 im Container 7 zu gewährleisten, ist der Rand 13 ebenfalls mit einem zusätzlichen Sicherungselement 18 versehen. Dieses besteht gemäß dem Ausführungsbeispiel der oben beschriebenen 3 ebenfalls aus zumindest teil-elastischen Verstärkungsfäden 19, welche bezüglich ihrer Lage und ihrer Materialzusammensetzung den in Zusammenhang mit 2 genannten Verstärkungsfäden 19 entsprechen.
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Das Gehäuse 9 des Elektronikmoduls 8 kann verschiedene Formen annehmen. Bevorzugt ist - wie in 2 und 3 dargestellt - ein ellipsoidförmiges Gehäuse 9 des Elektronikmoduls 8.
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In 4 ist eine alternatives, nämlich kegelstumpfförmiges Gehäuse 9 mit einem Elektronikmodul 8 schematisch dargestellt. Bevorzugt füllt es den Hohlraum 11 des Containers 7 gemäß 3 vollständig aus und schmiegt sich flächig an die Innenwand 20 des Containers 7 an. Dies hat den Vorteil, dass zusätzlich zu den geometrischen Haltekräften des Containers 7, bei geeigneter Materialpaarung, beispielsweise Gummi für den Container 7 und Polyurethan für das Gehäuse 9, die Adhäsionskräfte bzw. Reibkräfte zwischen den Oberflächen stark ansteigen und ebenfalls dafür sorgen, dass das Elektronikmodul 8 im Betrieb den Container 7 nicht verlässt.
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In den 5 und 6 ist der Container 7 aus 3 in perspektivischer Ansicht dargestellt, wobei in 5 nur der Container 7 abgebildet ist, während 6 den mit dem Elektronikmodul 8 gefüllten Container 7 zeigt.
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In den 7 bis 9 ist ein drittes Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Containers 7 von der Seite, im Querschnitt und von oben dargestellt. Der Container 7 ist prinzipiell wie die Container 7 gemäß den 1 bis 6 aufgebaut und weist ebenfalls eine im Wesentlichen topfförmige Geometrie mit einem zur Reifeninnenseite 6 gerichteten Boden 10, eine sich an den Boden 10 anschließenden, einen Hohlraum 11 begrenzenden Wand 12 und einen der Reifeninnenseite 6 des Kraftfahrzeugreifens 1 abgewandten Rand 13 auf, welcher eine Öffnung 14 begrenzt, durch welche das Elektronikmodul 8 in den Container 7 einsetzbar ist. Hierbei ist der Boden 10 über die Wand 12 hinaus als Platte 24 verlängert ausgebildet, um so eine größere Fläche zur Verbindung mit der Reifeninnenseite 6 zu schaffen. Der Rand 13 weist zudem einen nach außen kragenden Wulst 25 auf, welcher der Verstärkung des Randes 13 dient.
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Wie der Container gemäß den 3 bis 6 weist der Container 7 gemäß den 7 bis 9 eine Innenwand 20 und einen Innenboden 21 auf, welche in ihrem geometrischen Verlauf dem Verlauf der Wand 12 und des Bodens 10 folgen, so dass der Außenmantel 22 des Containers 7 und der vom Innenmantel 23 des Containers 7 begrenzte Hohlraum 11 jeweils die Form eines Kegelstumpfes aufweisen. Der Durchmesser dmin der Öffnung 14 ist kleiner als der maximale Durchmesser dmax des Gehäuses 9 des Elektronikmoduls 8, wobei sowohl der Durchmesser dmin der Öffnung 14 als auch der maximale Durchmesser dmax des Gehäuses 9 des Elektronikmoduls 8 kleiner sind als der maximale Durchmesser dmh des Hohlraums 11. Anders ausgedrückt ist die Fläche der Öffnung 14 kleiner als die Projektionsfläche des Gehäuses 9 des Elektronikmoduls 8 an seiner durchmesserstärksten Stelle, welche wiederum kleiner ist als die Fläche des Innenbodens 21.
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Der jeweils kegelstumpfförmige Verlauf der Wand 12 und der Innenwand 20 hat sich als besonders vorteilhaft zur Sicherung des Elektronikmoduls 8 im Container 7 herausgestellt.
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Um aber auch unter extremen Betriebsbedingungen einen festen Klemmsitz des Elektronikmoduls 8 im Container 7 zu gewährleisten, ist der Rand 13 ebenfalls mit einem zusätzlichen Sicherungselement 18 versehen. Dieses Sicherungselement 18 ist durch eine einstückig an den Rand 13 angeformte Ringscheibe 26 mit zentraler Öffnung 27 dargestellt. Die Ringscheibe 26 deckt die Öffnung 14 und den Hohlraum 11 teilweise ab bzw. verengt die Öffnung 14 soweit, das die Ringscheibe 26 das Elektronikmodul 8 zumindest teilweise überdeckt.
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Das Verhältnis zwischen dem maximalen Durchmesser dmax des Hohlraums 11 des Containers 7 und dem Durchmesser dmin der Öffnung 14 bzw. der zentralen Öffnung 27 beträgt zwischen 0,3 und 0,66. Diese Werte haben sich als besonders vorteilhaft erwiesen, da bei diesen Durchmesserverhältnissen zum einen noch ein leichtes Einbringen des Gehäuses 9 des Elektronikmoduls 8 möglich und zum anderen eine sichere Fixierung des Elektronikmoduls 8 im Betrieb gewährleistet ist.
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In 9 ist der Container 7 aus 7 und 8 von oben dargestellt. Zu erkennen ist dort insbesondere, dass die Platte 24 eine ovale Grundform aufweist, während der von Hohlraum 11 gebildete Containerraum eine runde Grundform aufweist. Die zentrale Öffnung 27 der Ringscheibe 26 ist so gestaltet, dass ein leichtes Einführen des Elektronikmoduls 8 ermöglicht, gleichzeitig aber eine sichere Fixierung des Elektronikmoduls 8 nach dem Einsetzen gewährleistet ist.
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In 10 ist ein viertes Ausführungsbeispiel eines Containers 7 dargestellt, welches dem Container 7 aus 9 ähnelt. Die Platte 24 weist ebenfalls eine ovale Grundform auf, während der von Hohlraum 11 gebildete Containerraum eine ovale Grundform aufweist.
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Die Container 7 der 9 und 10 sind bereits an die Reifeninnenseite 6 anvulkanisiert, jedoch ist das Elektronikmodul 8 noch nicht eingesetzt. Das Sicherungselement 18 ist wie erwähnt durch eine einstückig an den Rand 13 angeformte Ringscheibe 26 mit zentraler Öffnung 27 gebildet. Die Ringscheibe 26 deckt die Öffnung 14 und den Hohlraum 11 teilweise ab bzw. verengt die Öffnung 14 soweit, das die Ringscheibe 26 ein später eingesetztes Elektronikmodul 8 zumindest teilweise überdeckt.
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Die Ringscheibe 26 ist jeweils mit einer farbigen und kreisrunden Markierung 28 versehen, welche zur optischen Kontrolle der korrekten Position des Elektronikmoduls 8 im Container 7 dient. Sobald der komplette Ring der kreisrunden Markierung 28 zu sehen ist, ist das Elektronikmodul 8 richtig im Container 7 positioniert.
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In den 11 bis 14 sind Ausführungsbeispiele erfindungsgemäßer Werkzeuge 29 zur Montage bzw. Demontage der Elektronikmodule 8 aus den Containern 7 gemäß den 2 bis 10 dargestellt. Zum Einbringen des Elektronikmoduls 8 in den Container 3 muss die Öffnung 11 bzw. der Rand 13 des Containers 7 mit Hilfe des Werkzeuges 29 gegen den Widerstand des Sicherungselements 18 soweit geweitet werden, dass ein Einbringen des Elektronikmoduls 8 in den inneren Hohlraum 14 des Containers 7 möglich ist. Wenn der Container 7 nach dem Einbringen in seine Ursprungsform zurückkehrt, schnappt der obere Rand 13 des Containers 7 über dem Elektronikmodul 8 zusammen, welches damit fixiert ist.
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In den 11 und 12 ist ein erstes Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Werkzeugs 29 in Form einer Zange 30 dargestellt, wobei das Werkzeug 29 an einen Container 7 gemäß 3 angesetzt ist. Die Zange 30 weist eine Handhabe 31 und wenigstens zwei Arme 32, 33 auf, welche an ihren unteren Enden mit Schaufeln oder Greifern 34 verbunden sind. Bevorzugt wird eine Zange 30, welche drei oder vier Arme 32, 33 und eine entsprechende Anzahl an Greifern 34 aufweist.
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Das Spreizen oder Auseinanderziehen der Arme 32, 33 bzw. der Greifer 34 kann durch verschieden Wirkmechanismen erfolgen. Zum einen können die Arme 32, 33 und entsprechend die Greifer 34 auf einer Kreisbahn bewegt werden, wie es zum Beispiel durch die Zange 30 mit einem nur angedeuteten Gelenk 35 realisiert werden kann. Die Greifer 34 können aber auch durch einen nicht dargestellten Drehmechanismus betätigt werden. Dabei werden die Arme 32, 33 durch ein Verdrehen von zwei ringförmigen Platten mit entsprechenden Nuten, wodurch eine Exzenterbewegung realisiert wird, auseinander bewegt. Eine derartige Anordnung ist schematisch in 12 dargestellt. Ein anderer möglicher Wirkmechanismus ist ein Aufspreizen der Arme 32, 33 durch einen ebenfalls nicht dargestellten Konus, welcher senkrecht zum Laufstreifen 3 bewegt wird.
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In den 13 und 14 ist ein zweites Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Werkzeugs 29 zum Montieren bzw. Demontieren eines in den 13 und 14 nicht dargestellten Elektronikmoduls in einen bzw. aus einem Container 7 dargestellt. Dieses Werkzeug 29 besteht im Wesentlichen aus einem spiralförmig gewickelten Spreizband 36, welches in die Öffnung 14 des Containers 7 eingesetzt ist. Durch eine Umfangserweiterung des Spreizbandes 36 wird die Öffnung 14 bzw. der Rand 13 und das Sicherungselement 18 des Containers 7 ausreichend geweitet. Das Aufweiten des Spreizbandes 36 kann durch verschieden Wirkmechanismen erfolgen. Zur Aufweitung des Spreizbandes 36 kann eine nicht dargestellte Zange benutzt werden, oder es kann - wie in den 13 und 14 dargestellt - eine Weitung des Spreizbandes 36 durch eine Schraubenbewegung eines mit dem Spreizband 36 verbundenen Schneckengetriebes 37 bewirkt werden, also durch einen einfachen Mechanismus, wie er beispielsweise bei handelsüblichen weitenverstellbaren Schlauchschellen benutzt wird.
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Das erfindungsgemäße Werkzeug 29 gemäß den 11 bis 14 ermöglicht eine relativ einfache und sichere Methode, um ein Elektronikmodul 8 in einem Container 7 gemäß den 1 bis 3 und 5 bis 10 an der Reifeninnenseite 6 des Kraftfahrzeugreifens 1 lösbar zu befestigen. Ein ansonsten erforderlicher komplett manueller Prozess birgt verschiedene Risiken in sich, wie beispielsweise die Beschädigung des Containers 7 oder eine unvollständige Fixierung des Elektronikmoduls 8 im Container 7. Diese Risiken können durch die erfindungsgemäß ausgestalteten Werkzeuge eliminiert werden. Besonders vorteilhaft läßt sich das Werkzeug bei einem Container 7 mit einer farbigen Markierung 28 oder einer sonstwie durch Sinneswahrnehmung erkennbaren Markierung am Rand 13 des Containers 7 einsetzen. Diese Markierung 28 bzw. eine wirkungsgleiche Markierung ermöglicht eine zusätzliche Kontrolle einer korrekten Montage des Elektronikmoduls 8 im Container 7 durch ein erfindungsgemäßes Werkzeug 29.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Fahrzeugluftreifen
- 2
- Seitenwand
- 3
- Laufstreifen
- 4
- Verstärkungslage
- 5
- Reifenwülste
- 6
- Reifeninnenseite
- 7
- Container
- 8
- Elektronikmodul
- 9
- Gehäuse
- 10
- Boden
- 11
- Hohlraum
- 12
- Wand
- 13
- Rand
- 14
- Öffnung
- 15
- Unterseite des Bodens 10
- 16
- Haftschicht
- 17
- Ringnut
- 18
- Sicherungselement
- 19
- Verstärkungsfäden
- 20
- Innenwand des Containers 7
- 21
- Innenboden des Containers 7
- 22
- Außenmantel des Containers 7
- 23
- Innenmantel des Containers 7
- 24
- Platte
- 25
- Wulst
- 26
- Ringscheibe
- 27
- Zentrale Öffnung der Ringscheibe 26
- 28
- Farbige Markierung
- 29
- Werkzeug
- 30
- Zange
- 31
- Handhabe
- 32
- Arm
- 33
- Arm
- 34
- Greifer
- 35
- Gelenk
- 36
- Spreizband
- 37
- Schneckengetriebe