DE10255138A1 - Holding device for fastening an electronic component - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft eine Haltevorrichtung zur Befestigung eines elektronischen Bauteils in einem Rad. Dabei weist die Haltevorrichtung mindestens einen Geräteträger zur Aufnahme und Halterung von elektronischen Bauteilen und mindestens einen, mit dem Reifenmantel dauerelastisch verbundenen, zumindest bereichsweise elastischen Dämpferfuß auf. Dabei wirkt der Dämpferfuß dämpfend und ist entlang seiner Längsachse elastisch und verjüngend ausgebildet. Die Befestigung des Dämpferfußes mit dem Geräteträger und dem Reifenmantel kann z. B. durch Kleben oder Vulkanisieren vorgenommen werden. Der Dämpferfuß ist in anderen Ausführungen auch mit dem Geräteträger und dem Reifenmantel in einem Stück aus dem Reifenmaterial hergestellt. Vorteilhafterweise ist der Dämpferfuß auch energie- und wärmeleitend und beinhaltet eine kapazitive oder induktive Kopplung zur Verbindung von zwei elektronischen Bauteilen oder aber auch eine Antenne.The invention relates to a holding device for fastening an electronic component in a wheel. In this case, the holding device has at least one device carrier for receiving and holding electronic components and at least one damper foot that is permanently elastic and at least partially elastic connected to the tire casing. The damper foot has a damping effect and is elastic and tapered along its longitudinal axis. The attachment of the damper foot with the equipment rack and the tire casing can, for. B. by gluing or vulcanizing. The damper foot is also made in one piece from the tire material with the equipment carrier and the tire casing. Advantageously, the damper foot is also energy and heat conductive and contains a capacitive or inductive coupling for connecting two electronic components or an antenna.
Description
Die Erfindung betrifft eine Haltevorrichtung zur Befestigung eines elektronischen Bauteils in einem, einen Reifen beinhaltenden, Rad. Solche Haltevorrichtungen werden zur Befestigung zum Beispiel von Sensoren, die etwa den Reifenfülldruck, die Reifentemperatur oder die Profiltiefe etwa von Fahrzeug- oder Flugzeugreifen überwachen, oder auch von Transpondern, die dann solche Kennungsgrößen zur weiteren Auswertung an Bordcomputer übertragen, verwendet. Bekannt sind dabei Haltevorrichtungen, die entsprechende elektronische Bauteile innerhalb des Rades am Reifenventil oder an der Felge befestigen.The invention relates to a holding device for Attachment of an electronic component in one, a tire containing, wheel. Such holding devices are used for attachment for example from sensors that measure the tire pressure, the tire temperature or monitor the tread depth of vehicle or airplane tires, or also of transponders, which then use such parameters for further Transfer evaluation to on-board computer, used. Holding devices are known, the corresponding electronic Secure components inside the wheel to the tire valve or rim.
Diese bekannten Haltevorrichtungen zur Befestigung von elektronischen Bauteilen haben jedoch den Nachteil, dass sie eine freie Wahl des Befestigungsortes der elektronischen Bauteile nicht ermöglichen. Auch kann mit diesen bekannten Haltevorrichtungen das elektronische Bauteil nicht direkt am Reifenmantel befestigt werden. Dadurch ist es nicht möglich, Messgrößen wie etwa die Reifentemperatur über einen Sensor unmittelbar an der am meisten beanspruchten Stelle, wie hier der Lauffläche, direkt dort wo sie entstehen, zu erfassen. Dies führt zwangsläufig zu verfälschten Messergebnissen.These known holding devices for fastening electronic components, however, have the disadvantage that they have a free choice of the mounting location of the electronic Do not allow components. The electronic holding devices can also be used with these known holding devices Do not attach the component directly to the tire casing. This is it is not possible Measured variables like about the tire temperature above a sensor directly at the most stressed point, like the tread here, directly where they arise. This inevitably leads to adulterated Measurement results.
Weiterhin müssen solcherart gehaltene elektronische Bauteile in einem zusätzlichen Montageschritt z.B. auf der Felge befestigt werden. Dies führt zu zusätzlichen Montagekosten. und zusätzlichen möglichen Fehlerquellen bei der Befestigung des elektronischen Bauteils am Rad. Fehlerhafte oder falsch montierte Haltevorrichtungen, die zum Beispiel zur Befestigung eines Sensors am Ventil innerhalb des Reifeninnenraumes dienen, sind jedoch eine große Gefahr. Löst sich das elektronische Bauteil aufgrund einer fehlerhaften Befestigung führt dies in aller Regel zu Reifenpiatzern. Auch kann es zu Undichtigkeiten der Ventile oder der Dichtungen zwischen Ventil und Reifen durch Befestigung dieser relativ schweren Bauteilen an den Ventilen kommen.Furthermore, electronic devices held in this way must Components in an additional Assembly step e.g. to be attached to the rim. This leads to additional ones Assembly costs. and additional possible ones Sources of error when attaching the electronic component to the Wheel. Faulty or incorrectly installed holding devices that are used for Example of attaching a sensor to the valve inside the tire interior serve, but are a great one Danger. triggers the electronic component due to incorrect mounting does this usually to tire patches. There may also be leaks of the valves or seals between the valve and the tire Attachment of these relatively heavy components to the valves.
Ein weiterer Nachteil der bekannten Haltevorrichtungen ist, dass eine eindeutige Zuordnung von reifenspezifischen Größen nicht möglich ist.Another disadvantage of the known Holding devices is that a unique assignment of tire-specific Sizes not possible is.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Haltevorrichtung zur Befestigung eines elektronischen Bauteils in einem Rad zu schaffen, die eine genauere Erfassung von Messwerten am Reifen ermöglicht.The invention is therefore the object based, a holding device for attaching an electronic Component in a wheel to create a more accurate detection of Measured values on the tire enabled.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, dass die Haltevorrichtung zur Befestigung eines elektronischen Bauteils in einem, einen Reifenmantel beinhaltenden, Rad, mindestens einen Geräteträger zur Aufnahme und Halterung des elektronischen Bauteils und mindestens einen, mit dem Reifenmantel dauerelastisch verbundenen, zumindest bereichsweise elastischen Dämpferfuß beinhaltet.According to the invention, this object solved, that the holding device for fastening an electronic component in a wheel containing a tire casing, at least one equipment carrier for Recording and holding the electronic component and at least one that is permanently elastic connected to the tire casing, at least includes elastic damper foot in some areas.
Die dauerelastische Verbindung der Haltevorrichtung mit dem Reifenmantel ermöglicht eine nahezu frei wählbare Befestigungsposition am Reifenmantel. Dabei versteht man unter dauerelastisch eine Verbindung, die über den Gebrauchszeitraum des Reifens auch unter Einwirkung von starken Vibrationen und Temperaturschwankungen eine anhaltend sichere, elastische, nachgiebige Verbindung ermöglicht.The permanently elastic connection of the Holding device with the tire casing enables an almost freely selectable fastening position on the tire casing. It is understood to be a permanently elastic connection, the above the period of use of the tire even under the influence of strong Vibrations and temperature fluctuations ensure a permanently safe, elastic, flexible connection enables.
Unter dem Reifenmantel werden hier die Reifenteile verstanden, die den Reifeninnenraum im weitesten Sinne umhüllen. Dabei kann die Befestigung sowohl an der Lauffläche wie auch an der Seitenwand des Reifens erfolgen. Die Befestigung kann dabei direkt an der innenliegenden Oberfläche des Reifenmantels oder aber in einer weiter innenliegenden Schicht des Reifenmantels z.B. dem Innenliner, einer Buthylschicht die der Luftdiffusion durch den Reifen entgegenwirkt, erfolgen.Under the tire casing here understood the parts of the tire that broadest the interior of the tire Envelop the senses. The attachment can be made to both the tread and the side wall of the tire. The attachment can be directly on the inside surface of the tire casing or in a further inner layer of the tire casing e.g. the inner liner, a butyl layer that the Counteracts air diffusion through the tire.
Der Geräteträger dient der Aufnahme und Befestigung der elektronischen Bauteile in der Haltevorrichtung. So kann der Geräteträger z.B. ein schalenförmig oder U-förmig ausgebildetes Bauteil sein in welches die elektrischen Bauteile eingelegt und dann dort befestigt werden. Denkbar wäre auch eine Platte auf der die elektronischen Bauteile befestigt werden können.The equipment rack is used for mounting and fastening of the electronic components in the holding device. So he can Equipment carrier e.g. a cupped or U-shaped trained component in which the electrical components inserted and then attached there. It would also be conceivable a plate on which the electronic components can be attached.
Der Dämpferfuß dient der mechanischen Entkopplung des Geräteträgers und der darin befindlichen elektrischen Bauteile von den Bewegungen, Verformungen und Vibrationen des Reifenmantels. Dadurch werden diese nur in absorbierter bzw. gedämpfter Form auf den Geräteträger übertragen. Dies führt zu einer deutlichen Reduzierung der mechanischen Belastung der elektronischen Bauteile, erhöht unter anderem deren Betriebszuverlässigkeit und ermöglicht dadurch erst die Befestigung der Haltevorrichtung in den besonders stark z.B. durch Walkarbeit beanspruchten Bereichen des Reifens. Auch wird dadurch ein hoher Grad an Flexibilität in der Anordnung der elektrischen Bauteile gewonnen. Dadurch können z.B. Sensoren oder Transponder auch in Reifen mit Notlaufeigenschaften angeordnet werden. Durch mittige Anordnung der Haltevorrichtung direkt unter der Lauffläche des Reifens könnte auch eine Laufrichtungsgebundenheit vermieden werden.The damper foot is used for mechanical decoupling of the equipment carrier and the electrical components contained therein from the movements, deformations and vibrations of the tire casing. As a result, these are only absorbed in or more subdued Transfer the shape to the equipment carrier. This leads to a significant reduction in the mechanical load on the electronic Components, increased among other things, their operational reliability and thereby enables only the attachment of the holding device in the particularly strong e.g. areas of the tire that are stressed by flexing. Also This gives a high degree of flexibility in the arrangement of the electrical Components won. This allows e.g. Sensors or transponders also in tires with emergency running properties to be ordered. By central arrangement of the holding device directly under the tread of the tire could too directional constraints can be avoided.
Der Dämpferfuß kann bereichsweise elastisch ausgebildet sein, z.B. als ein starres Metall- oder Kunststoffrohr mit einem Feder- oder einem Dämpferelement, oder aber auch insgesamt elastisch sein z.B, ein Rohr aus Gummi, Kautschuk oder elastischem Kunststoff. Die Form des Dämpferfußes kann unter anderem z.B. pilzförmig, quadratisch, quaderförmig, prismatisch, kegelförmig oder zylindrisch sein.The damper foot can be elastic in some areas be trained, e.g. as a rigid metal or plastic tube with a spring or a damper element, or be elastic overall, e.g. a tube made of rubber, Rubber or elastic plastic. The shape of the damper foot can among others e.g. mushroom-shaped, square, cuboid, prismatic, conical or be cylindrical.
Durch die so sichergestellte dauerhafte Befestigung z.B. von kenngrößenspeichernden oder auch wiederbeschreibbaren elektronischen Bauteilen am Reifen, die schon bei der Reifenherstellung vorgenommen werden kann, wird eine Individualisierung des Reifens möglich. So können dem elektronischen Bauteil, z.B. einem RFID-Transponder, sicherheitsrelevante Informationen über den Reifen eingegeben werden. Zu solchen Kenngrößen gehören etwa die Beladungs- und Geschwindigkeitsindizes, der Reifentyp oder das Herstellungsdatums und die Seriennummer des Reifens . Die Wiederbeschreibbarkeit ist unter anderem bei der Runderneuerung von Reifen von besonderem Interesse. Dadurch können Aufzeichnungen zum Beispiel der Belastungsgeschichte des Reifen vorgenommen werden, die als Lastkollektivdiagramm wiederum Rückschlüsse auf den Zustand des Reifens zulassen.Through the permanent fastening thus ensured, for example of parameters storing or It is also possible to customize the tire by rewritable electronic components on the tire, which can already be made during tire manufacture. In this way, safety-related information about the tire can be entered into the electronic component, for example an RFID transponder. Such parameters include the loading and speed indices, the type of tire or the date of manufacture and the serial number of the tire. The rewritability is of particular interest when retreading tires. As a result, records can be made, for example, of the load history of the tire, which in turn allows conclusions to be drawn about the condition of the tire as a load spectrum diagram.
Eine vorteilhafte Weiterbildung der Haltevorrichtung sieht vor, dass der Dämpferfuß aus dem gleichen elastischen Material wie der Reifenmantel besteht. Dadurch wird sichergestellt, dass es nicht zu unterschiedlichen Temperaturdehnungen und entsprechenden Zwangspannungen zwischen Halterung und Reifen, welche die Dauerhaftigkeit der dauerelastischen Verbindung negativ beeinflussen, kommt.An advantageous development of Holding device provides that the damper foot made of the same elastic Material like the tire casing is made of. This ensures that there are not different temperature expansions and corresponding ones Forced tension between the bracket and the tire, which increases durability the permanently elastic connection comes negative.
Eine weitere Weiterbildung der Haltevorrichtung beinhaltet, dass der Dämpferfuß wenigstens teilweise hohl ausgebildet ist. So kann er z.B. schlauchförmig sein oder gewichtsreduzierende und dämpfungsverstärkende Hohlräume, Kammern oder Waben aufweisen. Auch eine durchgängig hohle Ausführung ist denkbar.Another development of the holding device implies that the damper foot is at least partially is hollow. So he can e.g. be tubular or weight-reducing and damping-enhancing cavities, chambers or have honeycombs. A completely hollow version is also conceivable.
Um die Temperaturmessung durch einen im Geräteträger befindlichen Sensor zu ermöglichen kann in einer Ausführungsform der Dämpferfuß zumindest bereichsweise ein wärmeleitendes Material beinhalten. So könnte z.B. der Hohlraum des schlauchförmigen Dämpferfußes mit einer solchen wärmeleitenden Masse ausgefüllt sein. Es ist aber auch zweckdienlich den gesamten Dämpferfuß aus einem gut wärmeleitenden Material auszubilden oder den Dämpferfuß aus einem Verbundwerkstoff herzustellen, der z.B. Kupferdrähte oder Kupferpartikel oder andere wärmeleitenden Materialen enthält.To have the temperature measured by a located in the equipment rack Can enable sensor in one embodiment at least the damper foot in some areas a thermally conductive Include material. So could e.g. the cavity of the tubular Damper foot with such a thermally conductive Mass filled out his. But it is also useful to have the entire damper foot from one good thermal conductivity Form material or the damper foot from one To produce composite material which e.g. Copper wires or copper particles or other thermally conductive Contains materials.
Um eine Energieübertragung durch den Dämpferfuß zu ermöglichen ist es weiterhin vorteilhaft, dass dieser zumindest bereichsweise ein stromleitendes Material beinhaltet. Es ist aber auch zweckdienlich den gesamten Dämpferfuß aus einem gut stromleitenden Material auszubilden oder den Dämpferfuß aus einem Verbundwerkstoff herzustellen, der z.B. Kupferdrähte oder Kupferpartikel oder andere stromleitenden Materialen enthält.To enable energy transfer through the damper foot it is also advantageous that this at least in some areas contains a current-conducting material. But it is also useful the entire damper foot from one well-conductive material or the damper foot from one To produce composite material which e.g. Copper wires or copper particles or contains other current-conducting materials.
Eine andere vorteilhafte Weiterbildung wäre, dass der Dämpferfuß eine Antenne beinhaltet. Diese könnte sowohl im Material des Dämpferfußes integriert sein, oder aber im Hohlraum des Dämpferfußes angeordnet sein.Another advantageous training would be that the damper foot is an antenna includes. This could both integrated in the material of the damper foot be, or be arranged in the cavity of the damper foot.
Vorzugsweise ist der Dämpferfuß in seiner Querausdehnung zumindest bereichsweise verjüngend ausgebildet. Eine solche bereichsweise Verjüngung kann z.B. eine Kerbe sein. Diese Verjüngung führt zu einer verstärkten mechanischen Entkopplung des Geräteträgers vom Reifenmantel und dessen Bewegungen.The damper foot is preferably in its transverse extension rejuvenating at least in some areas educated. Such tapering in some areas can e.g. a notch his. This rejuvenation leads to one increased mechanical decoupling of the equipment carrier from Tire casing and its movements.
Eine andere Weiterbildung der Erfindung besteht darin, dass der Reifenmantel und der Dämpferfuß eine zusammenhängend hergestellte monolithische Einheit bilden. Das bedeutet, dass der Dämpferfuß aus dem gleichen Material wie der Reifen und mit diesem zusammenhängend in einem Stück hergestellt wird. Der Dämpferfuß würde also in diesem Falle eine Art Erhebung des Reifenmantels nach innen darstellen.Another development of the invention consists in the fact that the tire casing and the damper foot are made in one piece form a monolithic unit. That means that the damper foot comes from the same material as the tire and connected with it in one piece will be produced. So the damper foot would in this case represent a kind of elevation of the tire casing inwards.
In einer anderen Ausführungsform kann die Haltevorrichtung an den Reifenmantel angeklebt werden. Dies kann z.B. über eine Verklebung mit einem Klebstoff oder über einen kalten oder heißen Vulkanisierungsprozess erfolgen. Dadurch wäre eine Nachrüstung der erfindungsgemäßen Haltevorrichtung am Reifen möglich.In another embodiment the holding device can be glued to the tire casing. This can e.g. about bonding with an adhesive or using a cold or hot vulcanization process respectively. That would be a retrofit the holding device according to the invention possible on the tire.
Vorteilhafterweise ist der Geräteträger aus einem Metall hergestellt. Dies könnte z.B. Aluminium oder Stahl sein. Denkbar und ebenfalls vorteilhaft ist auch ein Ausführungsform bei welcher der Geräteträger aus einem Kunststoff wie z.B. PVC besteht.The equipment carrier is advantageously made of one Made of metal. this could e.g. Be aluminum or steel. Conceivable and also advantageous is also an embodiment at which the equipment carrier from a plastic such as PVC exists.
Die Befestigung des Geräteträgers am Dämpferfuß kann durch Ankleben oder Anvulkanisieren erfolgen. In einer anderen Ausführungsform ist der Geräteträger an den Dämpferfuß angeheftet. Unter Letzterem ist flexible Verbindung z.B. über Klipps oder Schnappverschlüsse zu verstehen. Dadurch lassen sich nachträgliche Änderungen am elektronischen Bauteil oder am Geräteträger vornehmen dadurch, dass der Geräteträger dann an und abnehmbar ist. Dies erlaubt z.B. eine massenweise Fertigung von Reifen die bereits alle mit einem Dämpferfuß versehen sind. Solche Reifen wären nur unwesentlich teurer in der Herstellung, würden aber je nach Kundenwunsche eine z.B. auch nachträgliche Ausrüstung des Reifens mit einem elektronischen Bauteil erlauben. Dadurch wäre auch eine Austauschmöglichkeit von defekten elektrischen Bauteilen möglich ohne den gesamten Reifen austauschen zu müssen. Auch würde dies den logistischen Aufwand bei der Herstellung der Reifen senken.The device carrier can be attached to the damper foot by Glue or vulcanize. In another embodiment is the equipment carrier to the Damper foot attached. Under the latter there is flexible connection e.g. to understand about clips or snaps. This allows subsequent changes on the electronic component or on the device carrier by doing that the equipment carrier then is on and removable. This allows e.g. a mass production of Tires that are all already equipped with a damper foot. Such tires would only be marginally more expensive to manufacture, but would be based on customer requirements e.g. even later equipment allow the tire with an electronic component. That would be too an exchange opportunity of defective electrical components possible without the entire tire need to replace. Also would reduce the logistical effort in the manufacture of the tires.
In einer anderen Weiterbildung bilden der Dämpferfuß und der Geräteträger eine zusammenhängend hergestellte monolithische Einheit. Das bedeutet, dass der Geräteträger aus dem gleichen Material wie der Dämpferfuß und mit diesem zusammenhängend in einem Stück hergestellt wird. Der Geräteträger würde also in diesem Falle eine Art Aufweitung z.B. mit einer Aufnahmefläche oder Ausbuchtung des Dämpferfußes darstellen.Form in another training course the damper foot and the Equipment carrier one coherently manufactured monolithic unit. That means the equipment rack is off the same material as the damper foot and with this coherent in one piece will be produced. So the equipment carrier would in this case a kind of expansion e.g. with a receiving surface or Show bulge of the damper foot.
Eine andere Ausführungsform der Haltevorrichtung sieht vor, dass der Geräteträger über mindestens einen Querträger mit mindestens einem Dämpferfuß am Reifenmantel befestigt ist. Dadurch ist es möglich den Geräteträger nicht unmittelbar über sondern z.B. auch seitlich vom Schwerpunkt des Dämpferfußes anzuordnen und so unter anderem die mechanische Entkopplung der Haltevorrichtung zu vergrößern. Auch kann es vorteilhaft sein mehrere elektronische Bauteile beabstandet aber dennoch mit einer Haltevorrichtung am Reifen zu befestigen, wobei ein größerer Geräteträger auf diesem Querträger befestigt und dieser mit mehreren Dämpferfüßen beaufschlagt wäre. Auch eine brückenähnliche Ausführungsform bei der der Querträger mindestens zwei Dämpferfüße verbindet und der Geräteträger auf dem Querträger sitzt ist vorteilhaft. Ein solcher Querträger könnte z.B. aus eine Kunststoff- oder Metallschiene sein oder auch aus demselben Material wie der Dämpferfuß bestehen.Another embodiment of the holding device provides that the device carrier is fastened to the tire casing via at least one cross member with at least one damper foot. As a result, it is not possible for the equipment carrier to be used directly but also to be arranged laterally from the center of gravity of the damper foot, for example, to increase the mechanical decoupling of the holding device. It can also be advantageous to fasten several electronic components at a distance but nevertheless with a holding device on the tire, a larger device carrier being fastened to this cross member and this being acted upon by a plurality of damper feet. A bridge-like embodiment in which the cross member connects at least two damper feet and the equipment carrier sits on the cross member is also advantageous. Such a cross member could, for example, be made of a plastic or metal rail or consist of the same material as the damper foot.
Bevorzugterweise sind die zu haltenden elektronischen Bauteile mit dem Geräteträger fest verbunden. Dies kann ebenfalls durch Verkleben bzw. Einvulkanisieren am Geräteträger erfolgen.The electronic ones to be held are preferably Components firmly connected to the equipment rack. This can also be done by gluing or vulcanizing on the device carrier.
In einer weitern Ausführungsform ist im Dämpferfuß eine kapazitive oder induktive Kopplung zur Verbindung von zwei elektronischen Bauteile vorgesehen. Dadurch können die Vorteile der vom Erfinder parallel mit dieser Erfindung eingereichten Patentanmeldung der induktiven bzw. kapazitiven Kopplung zur Verbindung von zwei elektronischen Bauteilen und die der vorliegenden Erfindung kombiniert werden.In a further embodiment is a capacitive in the damper foot or inductive coupling to connect two electronic components intended. This allows the advantages of those submitted by the inventor in parallel with this invention Patent application for inductive or capacitive coupling for connection of two electronic components and that of the present invention be combined.
Nachfolgend wird die Erfindung anhand von in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispielen weiter erläutert. Es zeigen schematisch:The invention is explained below of embodiments shown in the drawing further explained. It show schematically:
Im einzelnen zeigt
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