DE3705617A1

DE3705617A1 - Method for measuring temperature inside the rubber body of pneumatic tyres for motor vehicles

Info

Publication number: DE3705617A1
Application number: DE19873705617
Authority: DE
Inventors: Josef Ertz
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1987-02-21
Filing date: 1987-02-21
Publication date: 1988-09-01

Abstract

With the proposed measuring device, the actual temperature within the rubber body can be measured on a pneumatic tyre at any time, even continuously during operation, at previous specified points. This takes place in such at way that the temperature-dependent electrical resistance of inserted metal braided conductors is determined with the aid of an external measuring device. In this arrangement, total, sectoral or zonal temperature values can be determined with respect to the tread of the tyre.

Description

Die Erfindung betrifft ein Temperaturmeßverfahren, mit dessen Hilfe am Reifen an einer oder mehreren vorher festgelegten Stellen im Innern des Gummi körpers die Temperatur ermittelt werden kann. Die Feststellung der dort herrschenden tatsächlichen Temperatur ist von BedeutungThe invention relates to a temperature measuring method, with its help on one or more tires predetermined locations inside the rubber body the temperature can be determined. The determination of the actual prevailing there Temperature matters

a) in the production process (vulcanization) for Determining when the required inside Temperature is reached, or how long it is already acts
b) on the rolling wheel on the vehicle to the under ver different stresses and different Operating conditions temperature in rubber to experience potentially dangerous operation to recognize conditions in good time.
c) in research, or when testing high-performance tires, to determine deviations from their target values - non-uniformity - across the circumference of the tire, zonally or sectorally, during a test run on drum test stands or the like.

Temperaturmessungen sind am Reifen bisher schon möglich entweder außen, berührungslos am rollenden Rad durch Pyrometer, (Wärmestrahlungsmesser) oder beim stillgesetzten Rad durch aufgelegte Fühler, oder auch innen im Gummi durch Einstechen einer Sonde - Thermoelement oder Widerstandsthermometer - in den Gummi, beim ebenfalls dazu stillgesetzten Rad, bzw. innen im Gummi durch implantierte Thermoelemente, deren elektrische Spannung außen an den herausge führten Leitern abgegriffen und gemessen wird. Dies ist Stand der Technik und wird seit langem schon angewandt in der Forschung und bei Neuentwicklungen, (Siehe auch Dissertation Gerresheim, an der TU München 1974).Up to now, temperature measurements on the tire have been possible either outside, without contact on the rolling wheel by pyrometer (heat radiation meter) or when the wheel is stationary by attached sensors, or also inside the rubber by inserting a probe - thermocouple or resistance thermometer - into the rubber, when the wheel is also stopped Wheel, or inside the rubber by implanted thermocouples, whose electrical voltage is tapped and measured on the outside of the conductors. This is state of the art and has long been used in research and new developments (see also dissertation Gerresheim, at the Technical University of Munich in 1974).

Der Nachteil aller dieser Methoden ist, daß die Messung meist nur am dafür stillgesetzten Rad möglich ist, oder bei Durchführung am rollenden Rad einen erheblichen Aufwand erfordert, der beim Serienreifen für den normalen Einsatz nicht darstellbar ist. Darüberhinaus wird die Temperatur nur punktuell gemessen, und vor allem bei der Einstechmethode ver fälscht die Sonde durch ihre eigene Masse und Wärme leitung, bzw. -kapazität die Meßgröße an der Meßstelle.The disadvantage of all of these methods is that the Measurement is usually only possible on the wheel that is stopped or when performing on a rolling wheel considerable effort required for the production tire cannot be displayed for normal use. In addition, the temperature is only selective measured, and especially ver fakes the probe by its own mass and heat line or capacitance the measured variable at the Measuring point.

Viel wichtiger wäre es, die Momentantemperatur in einem bestimmten Reifenbereich - zonal oder sektoral - als Meßgröße dauernd - on line - zur Verfügung zu haben.It would be much more important to have the instantaneous temperature in a certain tire area - zonally or sectorally - continuously - online - as a measured variable.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, mit einfachen Mitteln, ohne wesentliche Änderung der Struktur des Reifens und damit seiner Eigenschaften, die tatsächliche Temperatur im Innern des Gummi körpers zu messen.The invention is based, with simple means without substantial change of Structure of the tire and thus its properties, the actual temperature inside the rubber body to measure.

Diese Aufgabe wird in der Weise gelöst, daß ein elektrischer Widerstand, dessen Widerstandswert in seinem Betrag temperaturabhängig ist, in die Reifen struktur integriert wird.This problem is solved in such a way that a electrical resistance whose resistance value in its amount is temperature dependent, in the tires structure is integrated.

Erfindungsgemäß sind dies dünne Metall-Litzen, von dem gleichen Material, wie es für den Gürtel der Reifen verwendet wird. Die Materialeigenschaften sind bekannt; die Litzen sind vulkanisationsfähig, billig und auf einfache Weise beim Herstellen des Reifens hinzuzufügen. Dabei kann die Anordnung viel fältig variiert werden. Es lassen sich diese Litzen in den Randzonen, in der Mitte der Laufflächen oder an anderer Stelle als Einzelwindung oder als mehrere dicht benachbarte Windungen in Form einer Flach wicklung anbringen.According to the invention, these are thin metal strands from the same material as for the belt of the Tire is used. The material properties are known; the strands are vulcanizable, cheap and easy to manufacture Tire add. The arrangement can do a lot be varied. These strands can be in the peripheral zones, in the middle of the treads or elsewhere as a single turn or as several closely adjacent turns in the form of a flat attach the winding.

Diese Windungen laufen auf einem Kreis parallel zum Symmetriekreis des Reifens.These turns run in a circle parallel to the Circle of symmetry of the tire.

Die Tiefenlage im Gummikörper ist ebenfalls wählbar. So können die Windungen zwischen Karkasse und Gürtel, zwischen Gürtel und Protektor oder bei mehrlagigem Protektor zwischen dessen Teillagen eingelegt werden. Anstelle der zonalen Anordnung können auch Flach wendel über die ganze Breite der Lauffläche gelegt werden. Dabei können durch Anzapfungen Teilbereiche (Sektoren) separat gemessen werden.The depth in the rubber body can also be selected. So the turns between the carcass and belt, between belt and protector or in the case of multilayer Protector are inserted between its partial layers. Instead of the zonal arrangement, flat can also be used helically laid over the entire width of the tread will. Sub-areas can be tapped (Sectors) can be measured separately.

Ebenso ist es möglich, Flachwendel quer anzuordnen. Diese messen dann nur einen Sektor, können aber durch Verbindungen auch zu einer umlaufenden Anordnung verknüpft werden.It is also possible to arrange the flat helix transversely. These measure only one sector, but can through connections also to a circumferential arrangement be linked.

Die eingelegten Litzen sind also "passive Sensoren"; sie sind robust und verbleiben im Reifen für dessen ganze Lebensdauer.The inserted strands are therefore "passive sensors"; they are robust and remain in the tire for this whole lifespan.

Zu ihrer Nutzung ist eine Herausführung der jeweiligen Enden an eine Anschlußstelle nötig. Diese kann realisiert werden in Form einer in eine seitliche Scheuerleiste einvulkanisierte Metall-Litze von größerer Stärke, die von äußeren Schleifkontakten berührt wird. Es können aber die Enden auch im Innern des Reifens mit flexiblen Leitungen, die der Felge zugeordnet sind, verbunden werden. Diese wiederum führen zu Übergabestellen entweder an der Felge selbst oder durch die Lagerung und Achse nach außen an einen besonderen Schleifkontakt.For their use is a lead out of the respective Ends at a connection point necessary. This can can be realized in the form of a side Rubbing strake vulcanized metal wire from greater strength by external sliding contacts is touched. But the ends can also be in Inside the tire with flexible lines that the Rim are assigned to be connected. These in turn lead to transfer points either at the Rim itself or by bearing and axle after outside on a special sliding contact.

Die Messung des Widerstandes der Windungen, bzw. der Wicklungen kann getaktet oder dauernd erfolgen. Die dazu erforderlichen Meßgeräte, analog oder digital, sowie eine Konstantspannungsquelle, sind Stand der Technik.The measurement of the resistance of the turns, or the Windings can be clocked or continuous. The necessary measuring devices, analog or digital, as well as a constant voltage source are state of the art Technology.

Für besondere Meßzwecke, etwa im Bereich der Forschung, könnte auch an einzelnen Rädern, bzw. bei Versuchs fahrzeugen, telemetrische Übertragung der jeweiligen Meßwerte erfolgen.For special measuring purposes, for example in the area of research, could also be on individual bikes, or in tests vehicles, telemetric transmission of the respective Measured values take place.

Die Messungen ermöglichen nicht nur eine Ermittlung der aktuellen Temperatur am Meßort. Mit ihrer Hilfe kann - bei gleichzeitiger Messung der Oberflächen temperatur außen - die Zeitfunktion für die Er wärmung des Gummis innen, bzw. seine Abkühlung, leicht ermittelt werden.The measurements do not only enable a determination the current temperature at the measuring location. With your help can - with simultaneous measurement of the surfaces outside temperature - the time function for the Er Warming the inside of the rubber or cooling it down slightly be determined.

Dies kann nutzbar gemacht werden im Produktionsprozeß (Vulkanisation) wie auch beim rollenden Rad. Hier insbesondere bei Reifen, die durch Tangentialkräfte, (Bremsen, Antreiben), oder durch Seitenkräfte hoch beansprucht sind.This can be used in the production process (Vulcanization) as well as with the rolling wheel. Here especially for tires that are affected by tangential forces, (Braking, driving), or by lateral forces are highly stressed.

Die Möglichkeiten der Anordnung der Meßfühler in Form von Windungen, bzw. Flachwicklungen oder Flach wendel im Reifenkörper sind in den Fig. 1 bis 5 dargestellt.The possibilities of arranging the sensor in the form of windings, or flat windings or flat helix in the tire body are shown in FIGS . 1 to 5.

Claims

1. Temperature measurement method for determining the local temperature inside the rubber body of pneumatic tires for motor vehicles, characterized in that the temperature-dependent electrical resistance of metal strands - passive sensors - is measured. The strands ( 1 ) are inserted at the desired location during the manufacture of the tire, e.g. B. between belt ( 3 ) and carcass ( 4 ) or between protector ( 2 ) and belt ( 3 ), or at other points where different layers are joined due to the manufacturing process. During vulcanization, the strands become part of the tire. They are arranged in a circumferential turn or in a plurality of turns lying close together as a flat winding, see Fig. 1 u. 3. Positioning is possible at the edge of the tire, in the side area or in the middle to measure the zonal temperature there. One or more independent windings (flat windings) can be installed in order to be able to measure in different areas at the same time.

2. Temperature measuring method according to claim 1, characterized in that the strands are installed in the form of a flat spiral in the longitudinal direction, which covers the entire tire width. This allows tapping after a certain number of coils to allow a sectoral measurement that extends over the full tire width, see FIG. 4.

3. Temperature measuring method according to claim 1, characterized in that the strands are installed in the form of several flat helixes, each arranged transversely. A sectoral measurement is thus possible. By connecting the individual transverse helix, the entire tire can also be measured totally in this arrangement, see FIG. 5).

4. Temperature measurement method according to claim 1, 2, 3, characterized in that the winding ends be led outwards. Are on simplest type of measurements on a stationary tire, or in the vulcanizing press.

5. Temperature measurement method according to claim 1, 2, 3, characterized in that the winding ends are guided into the inner cavity of the tire, such as. B. shown in Fig. 2. From there the electr. Head at connection points on the rim, e.g. B. slip rings, for making contact with external measuring devices when the wheel is rolling.

6. Temperature measurement method according to claim 1, 2, 3, characterized in that the winding ends coming lines through rim, storage and axis towards an inner protected area out there to make contact with the outside Manufacture measuring device.

7. temperature measuring method according to claim 1, 2, 3, characterized in that the resistance values of the turns by small, carried voltage sources activated, with the help of microprocessors digitized, telemetrically to the outside be transmitted.