DE69719822T2

DE69719822T2 - Ringförmige vorrichtung zur reifendatenübertragung, vorrichtung zur messung von reifenparametern mit einem transponder, eine antenne und ein luftreifen mit einem transponder und einer antenne

Info

Publication number: DE69719822T2
Application number: DE69719822T
Authority: DE
Inventors: Thomas Belski; Walter Brown; Frank Dunn; Murthy Krishnan; Stephen Pollack; Walter Starinshak; Raymond Starkey
Original assignee: Goodyear Tire and Rubber Co
Current assignee: Goodyear Tire and Rubber Co
Priority date: 1997-12-09
Filing date: 1997-12-09
Publication date: 2003-11-20
Anticipated expiration: 2017-12-10
Also published as: TW423259B; ZA9810793B; EP1037753A1; AU5519398A; WO1999029523A1; CA2309834C; DE69719822D1; EP1037753B1; JP2001525282A; CA2309834A1

Description

Hintergrund der Erfindung

Diese Erfindung betrifft eine ringförmige Vorrichtung, die eine Antenne umfasst, um Reifen- oder Radidentifikationsdaten oder andere Daten mit Hochfrequenz elektronisch zu übertragen, und einen Luftreifen, der eine derartige Vorrichtung und eine derartige Antenne umfasst. Die Vorrichtung umfasst einen Hochfrequenz-Transponder, der einen Chip mit einer integrierten Schaltung umfasst, die eine Datenkapazität aufweist, die zumindest ausreicht, um Identifikationsinformation über den Reifen oder das Rad festzuhalten. Andere Daten, wie etwa der Fülldruck des Reifens oder die Temperatur des Reifens oder Rades am Ort des Transponders können durch den Transponder zusammen mit den Identifikationsdaten übertragen werden.
Wie es durch die unten beschriebenen Druckschriften aufgezeigt wird, ist es in der Technik bekannt, eine ringförmige Antenne zu verwenden, um mit Hochfrequenzen Daten von einem Transponder, der im Aufbau eines Reifens oder einer Reifen- und Radanordnung enthalten ist, zu übertragen. In der Praxis ist es jedoch schwierig, dies mit einer Antenne vorzunehmen, die in den Reifen im Verlaufe seiner Herstellung eingebaut wird. Sowohl Radial- als auch Diagonalreifen erfahren im Verlaufe der Herstellung eine beträchtliche Durchmessererweiterung. Diagonalreifen werden diametral ausgedehnt, wenn sie in eine Vulkanisierpresse eingesetzt werden, die typischerweise einen Heizbalg aufweist, der den Rohreifen in die Torusform der diesen einschließenden Form drückt. Radialreifen erfahren eine Durchmessererweiterung während des Reifenbau- oder Formgebungsprozesses und eine weitere Durchmesserausdehnung im Verlaufe der Vulkanisation. Jede elektronische Schaltung, die an die ringförmige Antenne gekoppelt wird, die in den Reifen eingebaut wird, muss in der Lage sein, dass ihre elektrischen Anschlüsse diese Durchmessererweiterung des Reifens während seiner Herstellung überstehen. Außerdem muss die ringförmige Antenne in der Lage sein, die wiederholten Verformungen, die während der Verwendung des Reifens auftreten, zu überstehen.
Elektrische Verbindungen zwischen Schaltungselementen und Antennensystemen können im Verlaufe der Reifenherstellung nicht leicht vorgenommen werden.
Es ist in der Vergangenheit vorgeschlagen worden, leitfähigen Gummi als ein Antennenmaterial in der Seitenwand oder unter dem Laufstreifen eines Reifens zu verwenden. Die Schwierigkeit mit der Bereitstellung eines derartigen leitfähigen Gummis in einem Reifen auf eine ringförmige Art und Weise ist, dass die Länge des Weges einer ringförmigen Antenne lang ist, insbesondere wenn sie am Durchmesser der Reifenseitenwand oder des Laufstreifens angeordnet ist, und dass der spezifische Widerstand der leitfähigen Kautschukmischungen als eine Funktion der Menge des leitfähigen Rußes, auf einem Niveau im Wesentlichen konstant wird, dass für eine Aktivierung des Transponders, insbesondere bei Reifen für mittlere Lkw, zu hoch ist.
Es ist dementsprechend erwünscht, dass sich eine ringförmige Vorrichtung, die einen Transponder von Reifenidentifikations- oder anderen Daten, wie etwa Druck oder Temperatur am Ort des Transponders, enthält, an die Durchmessererweiterung des Reifens während des Bau- und Vulkanisationsprozesses anpassen kann. Die Antenne muss auch in der Lage sein, die Unbilden des Reifenbetriebes zu überstehen, und es sollte keine Gefahr einer Antennenfehlfunktion aufgrund des Bruches von Draht- oder elektrischen Verbindungen geben, und der elektrische Widerstand muss niedriger als der maximale Betrag sein, der für eine angemessene Transponderfunktion in der Reifen- oder Radumgebung zulässig ist.
Es ist erwünscht, die Daten, die in dem Transponder enthalten sind oder von diesem übertragen werden, an jeder Position um den 360º-Umfang des Reifens herum abzufragen oder zu lesen.
Typischerweise erfordern Transponder einen Abstimmkondensator parallel zu einer Antennenspule, um den Schaltkreis auf die Resonanzfrequenz, die von dem Lesegerät übertragen wird, abzustimmen. Erwünschtermaßen sollte dies nicht notwendig sein oder zumindest nicht die Auswahl eines Kapazitätswertes für jeden herzustellenden Reifen erfordern.
Ein erwünschtes Merkmal einer Transpondervorrichtung in einem Reifen ist, dass diese in der Lage ist, Reifendruckdaten zu übertragen, wenn ein Drucksensor in Verbindung mit diesem verwendet wird. Es ist auch erwünscht, dass der Transponder in der Lage ist, Information, die mit der Temperatur des Reifens am Ort des Transponders in Beziehung steht, zu übertragen.
Die ringförmige Vorrichtung, die als ein Transpondermechanismus zum Übertragen von Daten von einem Reifen oder einem Rad verwendet wird, sollte sowohl im Hinblick auf die Materialien als auch im Hinblick auf die Arbeit, die notwendig ist, um diesen in eine Reifen- oder Radanordnung einzubauen, preisgünstig sein.
Ein anderes Problem, auf das bei den Vorrichtungen nach dem Stand der Technik getroffen wird, sind die Prüfprozeduren, die die Reifen vor der Runderneuerung durchlaufen. Bei Lkw-Reifen, die zwei, drei oder noch mehr Male runderneuert werden, ist es notwendig, dass der Transponder und das diesem zugeordnete Antennensystem in der Lage sind, die Hochspannungsuntersuchung zu überstehen, die routinemäßig während der Runderneuerung derartiger Reifen benutzt wird. Bei der Verwendung einer derartigen Hochspannungsprüfung werden Ketten, die die hohe Spannung aufweisen, entlang des Inneren des Reifens in einem Versuch gezogen, einen Hochspannungslichtbogen durch irgendwelche Nagellöcher oder andere Perforationen zu schaffen, die in dem Reifenunterbau infolge seiner Verwendung vor der Runderneuerung vorhanden sein könnten. Diese Spannung, die typischerweise in der Größenordnung von gepulsten 40000 Volt liegt, kann leicht einen Lichtbogen zu einem Antennensystem schlagen, das eine Datenlesefähigkeit von 360º bereitstellt, und den Transponder beschädigen.
Ein weiterer wünschenswerter Aspekt eines Antennensystems, das zur Verwendung mit einem Transponder in einem Luftreifen entworfen ist, ist eine Begrenzung des Übertragungsbereiches. Um Interferenz mit anderen Signalen oder eine Unfähigkeit, von nebeneinander angeordneten Reifen kommende Daten zu detektieren, zu verhindern, sollte die Übertragung auf das "Nahfeld" begrenzt sein, das durch die abfragende Einrichtung geschaffen wird, sei dies nun ein tragbares Lesegerät, ein "Überfahrlesegerät" oder ein an Bord befindliches Lesegerät eines Fahrzeuges, an dem der Reifen oder das Rad montiert ist.
Die genaueste und effektivste Art und Weise, Druck- und Temperaturüberwachungseinrichtungen an Reifen bereitzustellen, ist es die Einrichtung in den Aufbau eines Reifens oder einer Radanordnung einzubauen. Einrichtungen, die dafür entworfen sind, an der Reifenfelge und dem Rad angebracht zu werden, sind sperrig gewesen, und ihre Genauigkeit ist fraglich. Da ein Reifen während seines Baus andererseits hohen Drücken und Temperaturen ausgesetzt ist, können viele Einrichtungen, die theoretisch die Temperatur und den Druck des Reifens überwachen würden, den Reifenaufbauprozess nicht überstehen.

Beschreibung des Standes der Technik

Im Stand der Technik sind Reifensicherheitsanzeigemittel vorgesehen worden, um anzuzeigen, wann der Laufstreifen eines Reifens bis zu dem Punkt verschlissen ist, an dem der Laufstreifen des Reifens ersetzt werden muss. Siehe beispielsweise De Cicco in U.S.-Patent 3,770,040.
Mit dem Fortschritt der Technik sind Systeme zum Überwachen des Fahrzeugreifendrucks und dergleichen vorgeschlagen worden, bei denen ein Sender und ein Empfänger an einer Fahrzeugkarosserie montiert und magnetisch gekoppelte Induktor- und Verbesserungsschaltkreise an dem Fahrzeug mitgeführt werden, um eine Überwachung eines Fahrzeugreifendrucks bereitzustellen, wie es von Allen in U.S.-Patent 4,588,978 beschrieben wird. Andere Geräte, um den Reifendruck zu überwachen, sind von Galasko et al. in U.S.-Patent Nr. 4,578,992 vorgeschlagen worden, die eine Spule lehren, die in einem Reifen montiert ist und zusammen mit einem Kondensator einen passiven Schwingkreis bildet. Der Schaltkreis wird durch Impulse erregt, die über eine Spule zugeführt werden, die außerhalb des Reifens angeordnet und an dem Fahrzeug befestigt ist, und die Frequenz des passiven Schwingkreises wird mit dem Reifendruck aufgrund von Änderungen, die an den Kapazitätswert des Kondensators bewirkt werden, verändert. Die Frequenz in dem Schaltkreis wird von einer Spule erfasst, die außerhalb des Reifens angeordnet und an dem Fahrzeug befestigt ist.
Milheiser lehrt in U.S.-Patent 4,730,188 die Verwendung eines passiven integrierten Transponders, der an einem zu identifizierenden Gegenstand angebracht oder eingebettet ist und durch eine induktive Kopplung von einer Abfrageeinrichtung erregt wird.
Fiorletta lehrt in U.S.-Patent 5,289,160 ein drahtloses Reifendrucküberwachungssystem, das einen Fahrer vor niedrigem Druck in einem oder mehreren Reifen warnt. Fiorletta lehrt, dass ein Druckwandler, ein Sender und eine Antenne integral untergebracht und an dem Reifenventil eines Reifens montiert sind. Wenn der Druckwandler einen Reifendruck unterhalb eines vorgewählten Drucks erfasst, sendet der Sender ein Hochfrequenzsignal, das bei Detektion durch einen an dem Fahrzeug montierten Empfänger den Fahrer warnt. Bei einer bevorzugten Ausführungsform ist der Sender eine Einrichtung, die von einem HF-Signal von einem Sender an dem Fahrzeug periodisch abgefragt wird.
In der PCT-Anmeldung WO90/12474 wird gelehrt, dass elektronische Transponder in oder an Fahrzeugreifen eingebettet sein können und durch Signale von einer Abfrageeinrichtungsspule elektromagnetisch betätigt werden können. Die Anmeldung gibt an, dass der Transponder auf eine Betätigung anspricht, indem eine verschobene Frequenz erzeugt wird, die mit Synchronisationsimpulsen und identifizierender digitaler Information moduliert ist und auch dazu verwendet werden kann, Information über den Zustand und die Umgebung des Reifens einzuschließen.
Hettich et al. lehren in U.S.-Patent 5,140,851 eine Schaltkreisanordnung zum Überwachen des Luftvolumens in Fahrzeugreifen, die eine Korrektur in Bezug auf die Temperatur des Reifens bereitstellt. In dem Patent wird festgestellt, dass der Temperatur- und Druckmesswert des Reifens durch einen rotierenden Sensor an dem überwachten Rad gemessen wird, und dass die Daten in einen Korrekturschaltkreis eingespeist werden, der auch eine Vielzahl von Korrekturparametern empfängt. Eine in Bezug auf die Temperatur oder auf den Luftdruck in dem Reifen korrigierter Wert wird am Ausgang des Korrekturschaltkreises als eine Funktion der Korrekturparameter übertragen.
Die PCT-Anmeldung WO92/20539 stellt ein System zum Warnen vor einem abnormalen Reifenzustand bereit, das ein Gehäuse, ein Band zum Befestigen des Gehäuses an der Reifenfelge, einen Sensor zum Überwachen des Zustandes innerhalb des Reifens, eine Schaltung, die in Wirkverbindung mit dem Sensor steht, um Radialsignale zu erzeugen, die den Reifenzustand angeben, eine Energieversorgung, die in Wirkverbindung mit der Schaltung steht, einen Fliehkraftschalter und einen Empfänger zum Empfangen der Funksignale umfasst.
Dunn et al. beschreiben in U.S.-Patent 4,911,217 ein Hochfrequenz- Reifenidentifikationssystem mit einem einen Chip mit einer integrierten Schaltung aufweisenden Transponder.
Pollack et al. lehren in U.S.-Patent 5,181,975 einen Reifen, der einen Transponder mit einer integrierten Schaltung aufweist, der eine Spulenantenne mit einer kleinen eingeschlossenen Fläche im Vergleich mit der Fläche umfasst, die vom Wulst des Reifens eingeschlossen ist, und als Primärwicklung eines Transformators dient. Die Spule weist eine ebene Form auf und kann, wenn sie zwischen der Innenauskleidung und der Karkasslage des Reifens angeordnet ist, einen Drucksensor umfassen.
Brown et al. lehren in U.S.-Patent 5,218,861 einen Luftreifen, der einen Transponder mit einer integrierten Schaltung aufweist, welcher eine Antenne besitzt, die durch elektrische oder magnetische Felder mit dem Wulst des Reifens gekoppelt ist.
Die Schrift WO90/12474, die den nächstliegenden Stand der Technik bildet, offenbart elektronische Tansponder 20, die in oder an Fahrzeugreifen eingebettet sind und die elektromagnetisch durch Signale von einer Abfrageeinrichtungsspule betätigt werden. Der Transponder umfasst eine Empfänger/Sender-Spule aus einer oder mehreren strategisch entlang der Seitenwand oder in der Nähe der Laufstreifenfläche des Reifens platzierten Drahtschleifen.

Definitionen

Die folgenden Definitionen sind dafür vorgesehen, das Lesen der Beschreibung und das Verständnis der Erfindung zu erleichtern.
"Überlagerung" bezeichnet die zusätzlichen Summen- und Differenzfrequenzen, die durch Mischen zweier sinusförmiger Wechselstromquellen erzeugt werden.
"Bandlücken-Spannungsverschiebung" bezeichnet die von Fermi beschriebe temperaturabhängige Energie eines Elektrons in einem Halbleiter.
"Sender" bezeichne einen Hochfrequenz-Emitter.
"Empfänger" bezeichnet einen Hochfrequenz-Rezeptor.
"Abfrageeinrichtung" bezeichnet eine Sender-Empfänger-Decoder- Kombination.
"Induktion/Spule" bezeichnet den Effekt, dass ein sich veränderndes Magnetfeld eine induzierte Spannung in einem Leiter erzeugt.
"Flusslinien" bezeichnet die magnetische Feldstärke und die Richtung des Vektors der magnetischen Feldstärke.
"Passiver Schwingkreis" bezeichnet eine Kombination aus einer Reihen- oder Parallelschaltung von Kondensator-Spulen-Paaren.
"Frequenz" bezeichnet eine periodische Änderungsrate einer Wechselspannungsquelle.
"Transponder" bezeichnet einen Empfänger von HF-Energie, der in der Lage ist, codierte Information an eine Abfrageeinrichtung (Scanner) zu senden.
"Äquatorialebene (EP)" bezeichnet die Ebene, die an der Reifenmittellinie geschnitten wird.
"Radial" bezeichnet eine Radiuslinie von einer Reifenachse zu einem Reifenumfang und Linien parallel dazu.
"Pikofarad (pF)" bezeichnet eine Einheit eines elektrischen Ladungsspeichers und ist gleich 1 · 10&supmin;¹² Farad.
Es ist dementsprechend die Herausforderung in der Technik, eine Einrichtung bereitzustellen, die klein genug ist, dass sie die Eigenschaften des Reifens im Gebrauch nicht verändert, und stabil genug ist, dass sie bei Reifenaufbau- und Vulkanisationsprozessen oder während des Lauf des Reifens, nachdem er an einem Fahrzeug montiert worden ist, nicht zerstört werden wird.
Es ist ein Ziel der Erfindung, eine Vorrichtung, die in einen Reifen eingebaut werden kann, die klein genug ist, dass sie keinen merklichen Einfluss auf den Betrieb des Reifens hat, und die stabil genug ist, um den millionenfachen Verformungen, die ein Reifen während seines Gebrauchs an einem Fahrzeug erfährt, Stand zu halten, eine jeweilige Antenne und einen Reifen, der eine derartige Vorrichtung/eine derartige Antenne umfasst, bereitzustellen.
Andere Ziele der Erfindung werden aus der folgenden Beschreibung und den Ansprüchen deutlich werden.

Zusammenfassung der Erfindung

Die oben angegebenen Ziele werden durch den in den Ansprüchen 1, 5, 17 und 27 definierten Gegenstand erreicht. Weitere Ausführungsformen hiervon sind Teil der Definitionen, die in den abhängigen Ansprüchen vorgenommen werden.
Es ist eine ringförmige Vorrichtung zum elektronischen Übertragen von Luftreifen- oder Radidentifikationsdaten oder anderen Daten vorgesehen. Die Vorrichtung umfasst einen Transponder, der einen Chip mit einer integrierten Schaltung und mindestens einen ersten und einen zweiten elektrischen Leiter aufweist, die an den Chip gekoppelt sind. Der Chip bewirkt bei einer Erregung durch eine von außen induzierte Hochfrequenz, dass die Daten sequentiell von dem Chip als eine Spannung ausgegeben werden, die zwischen dem ersten und dem zweiten Leiter erscheint. Eine Antenne, die zusammen mit dem Transponder eine ringförmige Ausgestaltung aufweist, ist koaxial zu dem Reifen oder Rad vorgesehen. Die Antenne umfasst einen Verbund aus einer Gummimatrix und einen dritten elektrischen Leiter. Der erste und der dritte Leiter zusammen, und der zweite und der dritte Leiter zusammen sind teilweise in einer leitfähigen Gummimatrix eingebettet, wodurch der elektrische Widerstand zwischen dem ersten und dem zweiten elektrischen Leiter der Widerstand des dritten elektrischen Leiters ist. Es gibt keinen direkten elektrischen Kontakt zwischen dem ersten und dem zweiten Leiter, und sie sind bei der veranschaulichen Ausführungsform miteinander über die Leiterplatte und über die Antenne verbunden.
Die Vorrichtung ist im Wesentlichen durch nichtleitenden Gummi eingeschlossen und ist innerhalb des torusförmigen Bereiches des Reifens oder an der radial äußeren Seite einer Radfelge angeordnet.
Der Transponder kann wahlweise einen Drucksensor mit einer auf Kraft ansprechenden Messfläche umfassen, der zum Ansprechen auf Druckänderungen innerhalb des torusförmigen Bereiches des Reifens oder an der radial äußeren Seite der Radfelge angeordnet ist.
Der Transponder ist in nichtleitenden Materialien eingebettet, um einen signifikanten Nebenschluss oder ein elektrisches Leiten zwischen dem ersten und dem zweiten Leiter außer über den dritten Leiter zu verhindern.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform ist eine Vorrichtung zum elektronischen Messen und Speichern von Reifendaten vorgesehen. Die Vorrichtung umfasst einen Transponder mit einem Chip, der eine Kapazität aufweist, die zumindest ausreicht, um Reifendruckdaten und Reifentemperaturdaten festzuhalten und/oder zu befördern und Identifikationsdaten über einen Reifen festzuhalten. Der Transponder ist ein Signalgenerator, der den Chip und einen ersten und einen zweiten Leiter umfasst. Beim Bau eines Reifens ist die Längsrichtung des Chips (und jeder Drahtleitung, die sich von dem Chip aus erstrecken kann) unter einem Winkel in Bezug auf die Äquatorialebene des Reifens orientiert, der dem Winkel der Karkasslagenverstärkungscorde der Karkasslage unmittelbar neben dem Chip entspricht. Der Transponder ist in der Lage, auf vorbestimmte Signale anzusprechen, die ein Antwortsignal auslösen, das Daten und Identifikationsinformation überträgt. Ein dritter Leiter, oder ein Antennenabschnitt, umfasst einen Verbund, der aus einem leitenden Material in einer Gummimatrix besteht, und weist eine Anpassungsbeziehung auf, die eine Dehnung von 100 bis 300% des Verbundes erlaubt. Bei der veranschaulichten Ausführungsform ist der Antennenabschnitt um die EP eines Reifens, in dem sie eingebaut ist, angeordnet. Wahlweise kann die Gummimatrix einen leitfähigen Gummi mit einem spezifischen Widerstand von 0,1 bis 100 Ohm·cm aufweisen.
Löten kann dazu verwendet werden, den ersten und den dritten Leiter und den zweiten und den dritten Leiter miteinander zu verbinden, oder sie können in elektrisch leitfähigen Gummi in enger Nähe zueinander platziert werden, wobei der leitfähige Gummi einen elektrischen Kontakt zwischen dem Transponder und der Antenne bereitstellt, ohne dass Lötverbindungen verwendet werden.
Der leitfähige Gummi weist einen Zugmodul von 300 bis 400 Psi bei 50% Dehnung, eine Dehnung von 270 bis 350%, eine maximale Zugfestigkeit von 1800-2100 Psi, eine Anhaftung zwischen mit Messing beschichtetem Stahldraht und Gummi von annähernd 50 Newton (75% Gummiabdeckung) und eine T&sub9;&sub0;-Vulkanisationszeit von 30 Minuten auf.
Es ist auch eine Antenne vorgesehen, die dafür entworfen ist, ein Signal von einer Sendeeinrichtung zu empfangen, um den elektronischen Schaltkreis des Chips elektronisch zu aktivieren und um Daten von dem elektronischen Schaltkreis zu einer Empfangseinrichtung zu senden. Die Antenne umfasst ein leitfähiges Verbundmaterial, das aus einem Leiter in einer Gummimatrix besteht, wobei der Verbund vorzugsweise eine Anpassungsbeziehung aufweist, die ungefähr 100 bis 300% Dehnung erlaubt. Die Antenne ist zu einer Schleife ausgebildet, die den Reifen oder das Rad im Wesentlichen umgibt, aber keinen Nebenschluss mit dem ersten und dem zweiten Leiter herstellt.
Wenn ein Drahtleiter verwendet wird, kann der Antennendraht in eine Sinuswellengestalt, eine gewendelte Gestalt, eine Dreieckwellenform oder irgendeine ähnliche, der Länge nach komprimierbaren Form gebogen sein.
Es ist auch ein Luftreifen vorgesehen, der mindestens zwei parallele ringförmige Wülste, Karkasslagen, die um die Wülste herumgewickelt sind, einen Laufstreifen, der über den Karkasslagen in einem Kronenbereich des Reifens angeordnet ist, Seitenwände, die zwischen dem Laufstreifen und den Wülsten angeordnet sind, und ein Messsystem umfasst, das zwischen der Karkasslage und der Innenauskleidung angeordnet ist. Das Messsystem umfasst die beschriebene Vorrichtung der Erfindung.
Eine Kautschukzusammensetzung weist einen spezifischen Widerstand von 0,1 bis 100 Ohm·cm auf und umfasst einen Hilfsmischungsanteil, der Kautschuk (Naturkautschuk (NR) SMR5CV-Güte oder besser), 80 bis 100 Gewichtsteile pro 100 Gewichtsteilen Kautschuk (phr) leitfähigen Ruß, 10-24 phr Kieselsäure, 0-8 phr Klebrigmacher, 0-4 phr Antioxidationsmittel, 0-6 phr Ozonschutzmittel und 0-2 phr Stearinsäure umfasst, und eine Vulkanisationsmischung, die 0-2 phr Antioxidationsmittel, 5-15 phr ZnO, 0-2 phr Beschleuniger, 0-2 phr MgO und 1-5 phr Schwefel umfasst.
Ferner weist die Kautschukzusammensetzung eine dielektrische Festigkeit von 400 bis 800 Volt pro Mil auf und umfasst ein nicht produktives Gemisch aus Kautschuk, 0-10 phr schwach leitfähigem Ruß, 0-24 phr Kieselsäure, 0-20 phr Ton, 1-16 phr Klebrigmacher, 0-10 phr Prozessöle, 0-4 phr Antioxidationsmittel, 0-6 phr Ozonschutzmittel und 0,1-2 phr Stearinsäure, und eine Vulkanisationsmischung, die 0 bis 2 phr Antioxidationsmittel, 0,5 bis 16 phr ZnO, 0-1 phr MgO, 0,5-3 phr Beschleuniger und 0,2-5 phr Schwefel umfasst.

Kurzbeschreibung der Zeichnungen

Fig. 1 veranschaulicht einen Querschnitt eines RMT-Reifens (Radialreifen für mittlere Lkw), bei dem die Vorrichtung der Erfindung in die Krone des Reifens eingebettet ist.
Fig. 2 veranschaulicht einen weggeschnittenen Abschnitt des Reifens von Fig. 1, wie von der Felge aus betrachtet.
Fig. 3 veranschaulicht eine Seitenansicht eines weggeschnittenen Abschnitts des Reifens von Fig. 1 längs der Äquatorialebene (EP) des Reifens.
Fig. 4 veranschaulicht eine mögliche Ausführungsform einer Antenne, die bei der Vorrichtung der Erfindung verwendet wird.
Fig. 5 veranschaulicht die Orientierung eines Transponders, dessen Länge mit der geradlinigen Richtung der Verstärkungscorde einer Karkasslage ausgerichtet ist.
Fig. 6 veranschaulicht eine zweite mögliche Ausführungsform des bei der Vorrichtung der Erfindung verwendeten Antennenaufbaus.
Fig. 7 veranschaulicht eine weitere mögliche Ausführungsform des bei der Vorrichtung der Erfindung verwendeten Antennenaufbaus.
Fig. 8 veranschaulicht eine weitere mögliche Ausführungsform des bei der Vorrichtung der Erfindung verwendeten Antennenaufbaus.
Fig. 9 veranschaulicht den Einbau eines Transponders und einer Antenne in einen Radaufbau neben einem Luftreifen.

Detaillierte Beschreibung der Erfindung

Auf dem Gebiet, die das Sammeln von Information von bewegten oder dynamischen Objekten betrifft, insofern sie Reifen betreffen, ist es der Trend gewesen, eine Einrichtung, die in der Lage ist, Information zu übertragen und die auf eine außerhalb befindliche Energiequelle anspricht, in dem zu identifizierenden Reifen zu implantieren. Dies wird bewerkstelligt, indem eine Spule (die in der Lage ist, einen induzierten elektrischen Strom zu transportieren) von irgendeiner Art in der implantierten Einrichtung eingebaut wird. Ein elektrischer Strom kann in der Spule durch ein Magnetfeld induziert werden, das von einer Abfrageeinrichtung erzeugt wird, wenn die Flusslinien des Magnetfeldes die Spule durchschneiden. Der in der Spule erzeugte Strom erzeugt wiederum ein Magnetfeld, das von der Abfrageeinrichtung gelesen werden kann. Der Strom in der Spule und das Signal, das von der Abfrageeinrichtung gelesen wird, können durch elektrische Einrichtungen verändert werden, die dazu verwendet werden, Reifendaten bereitzustellen, wie beispielsweise Temperatur- und Drucksensoren, und diese Unterschiede in dem Signal können von der Abfrageeinrichtung gelesen und interpretiert werden.
In den Fig. 1, 2 und 3 ist ein Reifen 10 veranschaulicht, der einen Transponder 28, oder Signalgenerator, enthält, der dazu verwendet werden kann, Reifendaten, wie beispielsweise den Fülldruck innerhalb des Reifens, die Temperatur des Reifens, die Laufstreifentiefe und die Reifenkennung (Identifikation), zu liefern. Wie es in der Technik üblich ist, wird der Reifen unter Verwendung mindestens eines Paares ringförmiger Wülste 12 hergestellt, über die mindestens eine Karkasslage 16 gewickelt ist. Gürtel 18 sind über der Karkasslage 16 in einem Kronenbereich des Reifens angeordnet, und ein Laufstreifen 20 ist über den Gürteln 18 angeordnet. Seitenwände 22 sind zwischen dem Laufstreifen 20 und den Wülsten 12 angeordnet. Bei der veranschaulichten Ausführungsform weist der Reifen auch eine Innenauskleidung 14 auf, die radial unterhalb der Karkasslage 16 angeordnet ist.
Der veranschaulichte Reifen ist ein RMT-Reifen (Radialreifen für mittlere Lkw), aber Fachleute werden feststellen, dass die Vorrichtung der Erfindung Nutzen in Personenwagenreifen oder jedem Reifen haben kann, über den Daten der Geschichte oder des Zustandes des Reifens notwendig sind.
Die üblichsten Reifen weisen abhängig von der Art bis zu 4 Paare Wülste, bis zu 12 Karkasslagen und bis zu 12 Gürtel auf.
Bei der veranschaulichten Ausführungsform ist der Transponder 28 unter der Mitte des Laufstreifens, d. h. an der Äquatorialebene (EP) des Reifens und radial unter der Karkasslage 16 und radial über der Innenauskleidung 14 angeordnet. Man nimmt an, dass diese Lage in dem Reifen die genauesten Daten liefert und die Daten des Reifens am leichtesten zugänglich macht, ob der Reifen an einem Fahrzeug montiert ist oder im Lager eingelagert ist, da die Daten abgerufen werden können, indem eine Abfrageeinrichtung in die Nähe des Laufstreifens an irgendeinem Abschnitt des Laufstreifens um den 360º-Umfang des Reifens herum gebracht wird.
Nach den Fig. 2 und 3 wird die Fähigkeit, Daten von dem Reifen an jedem Punkt um seinen Umfang herum zu lesen, möglich gemacht, da der Antennenabschnitt 26, ein Leiter, über den Umfang des Reifens an seiner EP angeordnet ist.
Nach Fig. 4 ist ein Transponder 28 ähnlich wie derjenige, der in US-A- 5,181,975 und 5,218,861, deren Inhaberin The Goodyear Tyre and Rubber Company ist, und den WO99/29524, WO99/29525 und WO99/29522, deren Rechte auf übliche Weise übertragen worden sind, veranschaulicht ist, und er liefert Identifikationsdaten über den Reifen und kann dazu verwendet werden, den Reifendruck, die Temperatur des Reifens und dergleichen zu überwachen.
Wie es in Fig. 4 veranschaulicht ist, kann der Transponder oder das Signalerzeugungsmittel 28 einen Chip 24 und einen ersten Leiter 30, einen zweiten Leiter 31 und einen dritten Leiter 26 umfassen, die dazu verwendet werden, das Abfragesignal zu empfangen und Daten in Ansprechen auf das Abfragesignal zu übertragen. Der Antennenabschnitt 26 verbindet den ersten Leiter 30 und den zweiten Leiter 31 elektrisch über den Umfang des Reifens. Um ein Rücksignal von der erforderlichen Größe zu erhalten, und eine Auslesung 360º um den Reifen herum zu erhalten, ist es notwendig, dass es keine direkte Signalverbindung zwischen dem ersten Leiter 30 und dem zweiten Leiter 31 über den Chip 24 gibt. Bei der veranschaulichten Ausführungsform stellen der erste Leiter 30 und der zweite Leiter 31 einen Kontakt mit dem Transponder 28 über eine Verbindung zwischen leitfähigen Gummikontaktflächen 40 und Leitungen 32 her.
Fachleute werden feststellen, dass der erste Leiter und der zweite Leiter möglicherweise einen Kontakt mit dem Transponder 28 unter Verwendung von Buchsenkupplungen an den Transponder herstellen können, wobei die Leiter in den Transponder "eingesteckt" sein können.
Es ist nach Fig. 5 herausgefunden worden, dass eine Beschädigung des Transponders während des Baus eines Reifens minimiert werden kann, indem die Längsrichtung des Transponders 28b (die als die Ortskurve von Punkten definiert ist, die die Leitungen 32 zum Transponder umfassen) unter dem gleichen Winkel α wie die Verstärkungscorde 82 in der Karkasslage unmittelbar benachbart zum Transponder des Reifens ausgerichtet wird. Man nimmt an, dass die Beanspruchungen, auf die der Transponder bei den Ausdehnungsschritten beim Bau eines Reifens, wo sich die Karkasslagen scherenartig bewegen und wo der Abstand zwischen diesen in den meisten Bereichen des Reifens zunimmt, trifft, minimiert werden, wenn der Transponder sich mit einem der Verstärkungskorde mitbewegt, statt zwischen diesen zerrissen zu werden. Das heißt, da die Längsabmessung der Corde sich bei der Scherenbewegung der Corde nicht verändert, falls die Längsrichtung des Transponders und seiner Leitungen mit der Längsrichtung der Verstärkungskorde ausgerichtet ist, gibt es keine oder eine minimale Beanspruchung der Längsrichtung des Transponders und der Leitungen während des Baus eines Reifens. Die gesamte Beanspruchung wird in den Richtungen liegen, in die sich der Gummi mit den Corden bewegt, wenn der Abstand zwischen den Korden bei der Ausdehnung der Karkasslagen zunimmt.
Nach den Fig. 6, 7 und 8 kann der Antennenabschnitt 26 jedes Material umfassen, das eine Leitfähigkeit liefert, die ausreicht, um einen elektrischen Schaltkreis unter den Bedingungen aufrechtzuerhalten, unter denen er in einem Reifen angewandt wird. Beispielsweise veranschaulicht in Fig. 6 40A eine Ausführungsform, bei der ein Draht 44 wendelförmig um eine optionale leitfähige Gummimatrix 42a gewickelt ist. Wegen der Flexibilität und der Haltbarkeit des Drahtes 44 ist es nicht zwingend, dass der Gummi 42a leitfähig ist, jedoch ist dies bei der veranschaulichten Ausführungsform als Sicherheitsmaßnahme für einen Fall vorgesehen, dass eine Trennung in dem Draht 44 auftritt. Im Falle einer solchen Trennung würde die leitfähige Gummimatrix 42a einen alternativen Weg für den elektrischen Strom bereitstellen, der durch die Abfrageeinrichtung geschaffen wird, wenn der Reifen abgefragt wird.
Ein elektrischer Leiter ist für die Antenne 26 erforderlich, da leitfähiger Gummi über die Distanz, die von der Antenne überquert werden muss, nicht wirksam ist. Bei der Ausführungsform, bei der die Antenne 26 einen Leiter in einer leitfähigen Gummimatrix umfasst, wird bei unterbrochenem Leiter der spezifische Widerstand des leitfähigen Gummis wegen des kurzen Abstandes zwischen den beiden Enden eines gebrochenen Drahtes minimiert, da der Widerstand von der Länge des Weges und der Fläche des Gummis abhängig ist gemäß der Formel:
R = pl/A, wobei
R der Widerstand in Ohm ist,
p der spezifische Widerstand des Materials in Ohm-cm ist,
l die überquerte Distanz in cm ist, und
A die Fläche des den Bruch umgebenden Materials ist.
Da natürlich der Leiter der Antenne 26 in den leitfähigen Gummi eingebettet ist, wird die Fläche (A) sehr groß sein.
Bei einer alternativen Ausführungsform 40B, wie sie in Fig. 7 veranschaulicht ist, ist mindestens ein Draht 46 in einer Gummimatrix 42b (eine leitfähige Gummimatrix bei der veranschaulichten Ausführungsform) vorgesehen, wobei der Draht 46 eine wellenförmige Ausgestaltung aufweist, die eine Dehnung bereitstellt, die während des Aufbaus des Reifens erforderlich ist, und die Flexibilität aufweist, die notwendig ist, wenn der Reifen beim Aufziehen auf ein Fahrzeug eine Verformung erfährt. Obwohl ein Draht ausreicht, um die benötigte Leitfähigkeit bereitzustellen, können zwei oder mehr Drähte vorgesehen sein und als Sicherheit für den Fall angewandt werden, dass einer der Drähte unterbrochen wird. Wenn die Drähte in einer leitfähigen Gummimatrix eingebettet sind, kann ein elektrischer Schaltkreis aufrechterhalten werden, selbst wenn die Drähte unterbrochen werden.
In Fig. 8 stellt 40C eine Ausführungsform dar, bei der der Antennenabschnitt 26 Drahtfasern 48 umfasst, die in einer leitfähigen Gummimatrix 42c eingebettet sind. In dem Fall, dass Drahtfasern verwendet werden, ist es erforderlich, dass die Gummimatrix leitfähig ist, da sie den Weg für den elektrischen Strom bereitstellt und durch die Drahtfaser erhöht wird.
Der Draht, der für den Antennenabschnitt 26 verwendet wird, kann ein Filamentdraht, oder ein Kord oder Litzendraht sein. Bei einer veranschaulichten Ausführungsform wird Draht verwendet, der ähnlich wie der Draht ist, der bei der Karkassverstärkung verwendet wird, und umfasst sechs Stränge aus hochzugfestem Stahldraht (H.T.S.-Draht), die um einen Drahtkern gewoben sind.
Der Draht, der in dem Antennenabschnitt 26 verwendet wird, weist einen Durchmesser von 0,04 bis 0,25 mm, vorzugsweise 0,08 bis 0,18 mm, auf. Bei der veranschaulichten Ausführungsform weist der Draht einen Durchmesser von 0,15 mm auf.
Fachleute werden feststellen, dass andere Mittel vorgesehen sein können, um die Leitfähigkeit einer Gummimatrix zu steigern, die in einem Reifen zu dem Zweck angewandt wird, einen elektrischen Schaltkreis bereitzustellen, wie etwa Metallfeilspäne, pulverisiertes Metall, Metallschnitzel usw.
Bei einer alternativen Ausführungsform kann die Leitfähigkeit der Antenne durch einen organischen Leiter bereitgestellt werden, wie beispielsweise dotiertes Polyanilin, das von AlliedSignal Corporation über Americhem erhältlich ist. Ein solches Material hat den Produktcode Nr. 36721-C1.
Fachleute werden auch feststellen, dass die Antenne und der Transponder der Erfindung betreibbar sein werden, wenn sie einem Luftreifen zugeordnet sind, von dem Daten erwünscht sind. Beispielsweise ist in Fig. 9 ein Rad 50 veranschaulicht, an dem ein Luftreifen 52 montiert ist, der auf eine Felge 54 aufgezogen ist. Bei der veranschaulichten Ausführungsform ist ein Beabstandungsaufbau 56, der Wülste 58 aufweist, zwischen einem Felgenhorn 57 und dem Luftreifen 52 montiert. Der Transponder 28 kann in dem Beabstandungsaufbau 56 angeordnet sein. Eine Antenne oder ein anderer geeigneter Aufbau, wie er oben beschrieben ist, kann mit dem Transponder 28 in dem Beabstandungsaufbau 56 verwendet werden.
Während der Konstruktion eines Reifens gibt es drei Ausdehnungsänderungen innerhalb des Reifenaufbaus, die zusammen bewirken, dass sich der Reifen um 128% bis 133% gegenüber seiner Größe auf der Aufbautrommel ausdehnt. Die Drahtkonstruktion, die bei der veranschaulichten Ausführungsform verwendet wird, liefert eine Entwurfsausdehnung von ungefähr 300%. Man nimmt im Allgemeinen an, dass Verbünde, die leitfähig genug sind, um einen elektrischen Schaltkreis in der Umgebung des Reifens bereitzustellen, bei der Konstruktion des Reifens verwendet werden können, wenn sie eine Anpassungsbeziehung aufweisen, die eine Dehnung von 100-300% erlaubt. Mit Anpassungsbeziehung ist gemeint, dass das Material in einem wendelförmigen Aufbau, in eine Sinuswelle oder eine Rechteckwelle gebogen, in einer Sägezahnwelle oder einer andere Gestalt gebogen vorgesehen werden kann, so dass es sich in der Länge ausdehnen kann, ohne Spannungen an der molekularen Beschaffenheit des Materials zu schaffen.
Der Antennenabschnitt 26 kann bei der veranschaulichten Ausführungsform in einer bis drei Windungen um den Reifen herum vorgesehen sein. Obwohl ein ausreichendes Signal mit einer Windung des Antennenabschnitts 26 erhalten werden kann, wird das Signal verstärkt, wenn zusätzliche Windungen hinzugefügt werden, da der entwickelte Strombetrag gemäß dem Durchflutungsgesetz von der Anzahl von Magnetflusslinien abhängt, auf die die Antenne trifft. Es ist herausgefunden worden, dass das Signal von einer Abfrageeinrichtung in weniger als 2 Sekunden gelesen werden kann, wenn die Abfrageeinrichtung innerhalb eines Zolls von dem Reifens liegt, falls eine Windung des Antennenabschnitts 26 verwendet wird, und ein Signal in weniger als 2 Sekunden erhalten werden kann, wenn die Abfrageeinrichtung innerhalb von 5 Zoll eines Antennenabschnitts 26 liegt, falls zwei Windungen des Antennenabschnitts 26 verwendet werden.
Es können drei unterschiedliche Drähte dazu verwendet werden, die drei Drahtwindungen zu erhalten. Um die Arbeit zu reduzieren, die das Aufbringen von drei Drahtwindungen mit sich bringt, können die drei Windungen gleichzeitig aufgebracht werden, wenn Mittel vorgesehen sind, um die Anschlüsse herzustellen, die oben auf und unter der Leiterplatte notwendig sind.
Es ist auch möglich, eine Drahtwindung in drei Windungen vorzusehen. Um drei Windungen des Antennenabschnitts 26 um den Reifen herum in einem kontinuierlichen Drahtstrang zu erhalten, muss ein Isoliermittel zwischen dem Draht und dem Chip 24 vorgesehen sein, um ein Kurzschließen oder Nebenschließen der Antenne zu verhindern.
Wenn eine leitfähige Gummimatrix 42 in dem Antennenabschnitt 26 angewandt wird, ist es bevorzugt, dass eine Gummimatrix verwendet wird, die einen spezifischen Widerstand von 0,1-100 Ohm·cm aufweist. Bei der veranschaulichten Ausführungsform weist die Gummimatrix 42 einen spezifischen elektrischen Widerstand im Bereich von 5-50 Ohm·cm auf, und bei der besonderen Ausführungsform weist sie einen spezifschen Widerstand von 7 Ohm·cm auf.
Wenn Gummi gestreckt wird, nimmt sein spezifischer Widerstand zu, und der spezifische Widerstand von 7 Ohm·cm für die veranschaulichte Ausführungsform wird in dem nicht gestreckten Gummi erhalten. Wenn er um 17% gestreckt wird, beträgt der spezifische Widerstand in dem leitfähigen Gummi bei der veranschaulichten Ausführungsform ungefähr 10 Ohm·cm.
Die leitfähige Gummimatrix kann im Grunde aus syndiotaktischem Polybutadienkautschuk, Naturkautschuk, Styrol-Butadien-Kautschuk (SBR), Halobutylkautschuk oder irgendeiner Kautschukzusammensetzung ähnlicher Art, die in der Reifentechnik verwendet wird, und Mischungen davon hergestellt sein. Der Gummi wird leitfähig gemacht, indem große Mengen an elektrisch leitfähigem Ruß bei dessen Formulierung angewandt werden. Obwohl normale Füllungen von Ruß in einer Kautschukzusammensetzung, die bei Reifen verwendet wird, ungefähr 25-45 phr betragen, wird bei den leitfähigen Kautschukzusammensetzungen, die hierin verwendet werden, der Ruß mit einer Füllung von ungefähr 75-105 phr verwendet, und bei der veranschaulichten Ausführungsform werden 95 phr elektrisch leitfähiger Ruß verwendet.
Elektrisch leitfähiger Ruß von der bei der veranschaulichten Ausführungsform verwendeten Art ist von Cabot Corporation erhältlich und wird mit ASTM N472 bezeichnet.
Damit der leitfähige Gummi derart in einen Reifen eingebaut werden kann, dass er die Eigenschaften des Reifens nicht beeinträchtigt, muss der Gummi physikalische Eigenschaften aufweisen, die mit seiner Platzierung in dem Reifenaufbau verträglich sind. Der leitfähige Gummi bei der Erfindung kann einen Zugmodul (bei 50 % Dehnung) von 300 bis 400 Psi, eine Bruchdehnung von 270 bis 350%, eine maximale Zugfestigkeit von 1800-2100 Psi, eine Anhaftung von mit Messing beschichtetem Stahldraht an Gummi von annähernd 40 bis 60 Newton (75% Gummiabdeckung) und eine T&sub9;&sub0;-Vulkanisationszeit von 10 bis 30 Minuten aufweisen.
Ein Beispiel eines nicht produktiven Anteils einer leitfähigen Kautschukzusammensetzung kann Kautschuk (NR), 80-100 Gewichtsteile pro 100 Gewichtsteilen Kautschuk (phr) leitfähigen Ruß, 10-24 phr Kieselsäure, 0-8 phr Klebrigmacher, 0-4 phr Antioxidationsmittel, 0-6 phr Ozonschutzmittel und 0-2 phr Stearinsäure umfassen. Die Vulkanisationsmischung für die Kautschukzusammensetzung kann 0-2 phr Antioxidationsmittel, 5-15 phr ZnO, 0-2 phr Beschleuniger, 0-2 phr MgO und 1 -5 Schwefel umfassen.
Eine der Hauptverwendungen für die Vorrichtung der Erfindung ist es, Daten über Reifen bereitzustellen, die Kandidaten für eine Runderneuerung sind. Bevor ein Reifen runderneuert wird, ist es wichtig, zu wissen, ob der Reifen mit zu geringem Fülldruck gefahren worden ist oder bei zu hohen Temperaturen gefahren worden ist. Es ist auch wichtig, zu wissen, wie viele Male der Reifen zuvor runderneuert worden ist. Wenn ein Reifen mit zu geringem Fülldruck gefahren wird, erfährt der Reifen Walkung, die über die normale Amplitude hinausgeht, und solche Walkung kann Ermüden der Verstärkungscorde in der Karkasslage in der Seitenwand oder dem Schulterbereich des Reifens hervorrufen. Wenn ein Reifen bei zu hohen Temperaturen gefahren wird, was manchmal auftritt, wenn der Reifen mit zu geringem Fülldruck gefahren wird, können die hohen Temperaturen dazu neigen, den Gummi altern zu lassen und/oder eine Trennung des Laufstreifengummis von beispielsweise den Verstärkungsgürteln bewirken. Selbst unter den besten Bedingungen wird ein Ermüden schließlich einen Bruch von Verstärkungscorden hervorrufen, so dass es eine Grenze der Anzahl Male gibt, die ein Reifen runderneuert werden kann oder sollte. Ein Chip 24 kann mit Mitteln versehen sein, um Druck- und Temperaturdaten zu sammeln und Information über die Anzahl Male zu empfangen, die ein Reifen runderneuert worden ist, um diese zusammen mit den Reifenidentifikationsdaten festzuhalten.
Reifen, die Kandidaten zur Runderneuerung sind, werden gewöhnlich auf Nägel und andere Fremdkörper getestet, indem der Reifen über eine Einrichtung geführt wird, die ein Potential von 40000 Volt aufweist, wobei die Einrichtung bei vorhandenem Nagel oder Nagelloch bewirkt, dass ein elektrischer Lichtbogen durch den Reifen bis zum Nagel verläuft. Da ein Chip als ein Fremdkörper in einem Reifen angesehen werden kann, kann die Prüfeinrichtung einen Lichtbogen zu dem Chip bewirken, und ein Chip wird durch ein derartiges Potential oder einen derartigen Lichtbogen zerstört, so dass es notwendig ist, dass die Vorrichtung der Erfindung gegenüber der oben beschriebenen Reifenprüfeinrichtung isoliert ist. Dementsprechend ist der Chip-Abschnitt 24 der Vorrichtung 28 im allgemeinen mit einer Epoxidschicht 38 bedeckt, die eine ausreichende Isolierung bereitstellt, um eine Lichtbogenbildung zwischen dem Chip und der Prüfvorrichtung zu verhindern. Zusätzlich ist ein nichtleitender Gummi 39 über und unter dem Chip 24 und über und unter dem leitfähigen Antennenabschnitt 26 platziert, um die Vorrichtung vor der Prüfeinrichtung zu schützen.
Das Epoxid, das dazu verwendet wird, den Chip zu isolieren, ist bei der veranschaulichten Ausführungsform Dexter/Hysol FP4323.
Der Gummi, der dazu verwendet wird, den Chip zu isolieren, und der leitfähige Verbund, sind ein nichtleitfähiger Gummi, ähnlich wie derjenige, der bei Handschuhen für Fernmeldetechniker verwendet wird, und weist eine geringe Füllung im Bereich von 0 bis 10 phr aus nicht leitfähigem Ruß auf. Obwohl es wichtig ist, dass der Isolationsgummi dick genug ist, um eine Lichtbogenbildung zu verhindern, wenn die Prüfvorrichtung verwendet wird, ist es auch wichtig, dass der Isolationsgummi das Gewicht und die Dicke des Reifens nicht wesentlich erhöht. Dementsprechend ist der Isolationsgummi mit einer Dicke von 50-80 mil, vorzugsweise 60-70 mil vorgesehen. Obwohl die dielektrische Festigkeit des Isolationsgummis ungefähr 400 Volt/mil beträgt, wird eine Gummischicht mit 65 mil Dicke die Bildung eines Lichtbogens verhindern, da die Leitfähigkeit des Reifens selbst viel höher ist als die des isolierenden Gummis, und das elektrische Potential wird in dem Reifen, wenn keine Löcher oder Fremdkörper vorhanden sind, dissipieren, vorzugsweise indem es durch den isolierenden Gummi hindurchtreten wird.
Isolierender Gummi muss, wie es der Fall mit leitfähigem Gummi war, Eigenschaften aufweisen, die mit seiner Verwendung in dem Reifen verträglich sind. Der isolierende Gummi, der bei der veranschaulichten Ausführungsform verwendet wird, weist einen Zugmodul von 1240 bis 1440 Psi, eine Bruchdehnung von 585 bis 785%, eine Shore-A-Härte von 44 bis 48, einen 50%-Modul von 65 bis 80 Psi, eine T&sub9;&sub0; von 7 bis 16 Minuten und eine relative Dichte (S. G.) von 1,04 bis 1,09 auf.
Der isolierende Gummi, der bei der veranschaulichten Ausführungsform verwendet wird, kann ein Hilfskautschukgemisch aus 0-10 phr schwach leitfähigem Ruß, 0-24 phr Kieselsäure; 0-20 phr Ton, 1-16 phr Klebrigmacher, 0-10 phr Prozessöle, 0-4 phr Antioxidationsmittel, 0-6 phr Ozonschutzmittel und 0,1-2 phr Stearinsäure umfassen. Die Vulkanisationsmischung kann 0-2 phr Antioxidationsmittel, 0,5-16 phr ZnO, 0- 1 phr MgO, 0,5-3 phr Beschleuniger und 0,2-5 phr Schwefel umfassen.
Wenn bei der veranschaulichten Ausführungsform der Reifen hergestellt wird, wird die Innenauskleidung zunächst auf die Aufbautrommel gesetzt, und dann wird eine Schicht aus nicht leitfähigem Kautschuk, die ungefähr 1 Zoll breit ist, um die EP des Reifens herum gesetzt. Ein Transponder wird auf den nicht leitfähigen Kautschuk gesetzt, wobei aufgepasst wird, dass dieser nicht den Kautschuk der Innenauskleidung berührt. Die Antenne, die einen Leiter in einer Kautschukmatrix umfasst, wird um den Reifen in einer Schleife herum angeordnet. Es wird aufgepasst, dass kein leitfähiger Kautschuk über dem Chip angeordnet wird, so dass jeder Strom, der durch den Chip hindurchtritt, um die Schleife herum laufen muss und nicht über den Chip direkt von dem ersten Leiter 30 zu dem zweiten Leiter 31 nebengeschlossen wird. Schließlich wird eine zweite Schicht aus nichtleitendem Kautschuk über die Antenne und den Transponder 360º um den Reifen herum platziert, wobei die Vorrichtung gegenüber dem Gürtelaufbau isoliert wird, der anschließend zur Aufbautrommel hinzugefügt wird. Der Reifen wird sonst auf eine Fachleuten bekannte Art und Weise aufgebaut.
Bei einer alternativen Ausführungsform der Erfindung kann die Innenauskleidung des Reifens leitfähig gemacht werden und gemeinsam mit den Gürteln des Reifens extrudiert werden, wodurch die Anzahl von Herstellungsschritten und die Komplexität des Reifenaufbaus selbst reduziert wird. Bei einer solchen Ausführungsform wird der isolierende Gummi hauptsächlich dazu verwendet, den Chip gegenüber anderen Gummiarten in dem Reifen zu isolieren.
Bei der veranschaulichten Ausführungsform kann sich dem Transponder 28 durch eine Abfrageeinrichtung genähert werden, wobei die Abfrageeinrichtung dafür entworfen ist, das Rücksignal von dem Chip 24 zehnmal zu lesen und jedes der Signale zu vergleichen, um sicherzustellen, dass es richtig gelesen wird, und nur nachdem das gleiche Signal zehnmal gelesen worden ist, wird die Information dem Bediener angezeigt. Obwohl das Lesen zehnmal auftritt, bevor es angezeigt wird, ist das Lesen sehr schnell, und das Ansprechen benötigt nur eine oder zwei Sekunden. Die Abfrageeinrichtung sendet mit einer speziellen Hochfrequenz, und der Chip spricht an, indem das Signal heruntergestuft wird, um die Hälfte der Scannerfrequenz zurückzusenden. Die Scannerfrequenz wird der Signalfrequenz überlagert, wodurch ein Differenzseitenband erzeugt wird, um die Signalantwort zu verstärken.
Der Transponder 28 kann mit einem rücksetzbaren Temperaturschalter versehen sein. Ein rücksetzbarer Schalter ist erwünscht, da die hohen Temperaturen in dem Autoklaven, wenn der Reifen vulkanisiert wird, den Schalter ausschaltet, und der Schalter zurückgesetzt werden muss, bevor der Reifen in Betrieb genommen wird. Der Schalter wird drahtlos zurückgesetzt, indem weniger als 10 mW Leistung mit einer festgelegten Frequenz über ein selektives Filter angelegt werden.
Bei der veranschaulichten Ausführungsform ist der Drucksensor nicht durch den leitfähigen Gummi oder den isolierenden Gummi überdeckt, um die Empfindlichkeit des Sensors aufrechtzuerhalten. Fachleute werden jedoch feststellen, dass bei Verwendungen, wenn nur Geht/Geht-nicht- Information erforderlich ist, der Drucksensor derart angepasst sein kann, dass er nur dann ein spezifisches Signal liefert, wenn ein vorgeschriebener maximaler Druck überschritten wird, und bei einer solchen Verwendung wird eine hohe Empfindlichkeit des Sensors nicht erforderlich sein und der Sensor kann abgedeckt werden. Fachleute werden auch feststellen, dass, wenn die Empfindlichkeit des Sensors erhöht wird, und eine Toleranz für das den Sensor abdeckende Material eingerichtet wird, ein abgedeckter Drucksensor verwendet werden kann.
Bei einer alternativen Ausführungsform kann der Drucksensor eine Gummizusammensetzung benutzen, deren Leitfähigkeit mit dem Druck variiert, wie es in U.S.-Patent 5,143,967 von Krishnan et al. beschrieben ist.
Wenn Druck gemessen wird, werden 144 Bits Information verwendet, und der Chip wandelt zusammen mit der Abfrageeinrichtung analoge Druckdaten in digitale Daten um, die an der Anzeige abzulesen sind und in den Speicher an der Abfrageeinrichtung eingegeben werden.
Bei der veranschaulichten Ausführungsform wird die Temperaturauslesung erhalten, indem die Anzahl von Takten, die von einem Oszillator ausgegeben werden, deren Frequenz proportional zur Temperatur ist, gezählt und in den Speicher der Abfrageeinrichtung eingegeben wird.
Alternativ kann die Temperatur gelesen werden, indem ein Spannungssignal in eine digitale Anzeige umgewandelt wird, wenn es eine Bandlücken- Spannungsverschiebung mit einer Temperaturänderung gibt. Wenn ein solcher Temperaturschalter in dem Chip verwendet wird, ist er derart entworfen, dass er Signale ändert, d. h. von der binären Null nach Eins beispielsweise, wenn die maximal vorgeschriebene Temperatur des Reifens überschritten wird. Der Schalter kann von dem Bediener des Fahrzeugs nicht zurückgesetzt werden, und eine Änderung in dem binären Signal des Schalters gibt einem Runderneuerer an, dass der Reifen mit zu geringem Fülldruck betrieben worden ist, über lange Zeitdauer mit hohen Geschwindigkeiten gefahren worden ist, oder auf andere Art und Weise thermisch missbraucht worden ist.
Bei der veranschaulichten Ausführungsform liefert der Drucksensor Echtzeitinformation, d. h. den Druck des Reifens zum Zeitpunkt des Auslesens durch die Abfrageeinrichtung. Die Druckauslesung kann auch bezüglich der Temperatur des Reifens über Fachleuten bekannte Mittel kompensiert werden.
Fachleute werden feststellen, dass es geringfügige konstruktive Unterschiede von Reifen zu Reifen in einer Bauart geben kann, die die Auslesung eines Drucksensors beeinflussen können, und dass, wenn genaue Messungen notwendig oder erwünscht sind, Mittel vorgesehen sein können, um den Sensor in einem besonderen Reifen zu kalibrieren. Dies kann vorgenommen werden, indem ein Drucksignal beschafft wird, bevor der Reifen auf eine Felge aufgezogen wird, und ein zweites Signal beschafft wird, wenn der Reifen auf einen besonderen Druck aufgepumpt ist, und da ein Linearität der Ergebnisse zu erwarten ist, können Drücke unter und über dem ersten Fülldruck extrapoliert werden.
Bei einer alternativen Ausführungsform kann ein Grenzgebrauchs- Drucksensor benutzt werden, wobei der Drucksensor eine Membran umfasst, die bricht, wenn der Druck in dem Reifen den maximal empfohlenen Druck übersteigt. Man nimmt an, dass derartige Sensoren in Hochlastreifen, wie beispielsweise Flugzeugreifen und Erdbewegerreifen, Anwendung finden würden, die normalerweise hohe Fülldrücke im Bereich von 100 bis 300 Psi aufweisen.
Bei der veranschaulichten Ausführungsform liefert der Drucksensor, der dem Chip 24 zugeordnet ist, einen Kapazitätsmesswert, der direkt mit dem Druck innerhalb des Reifens in Beziehung steht. Bei dem Drucksensor ist eine hoch dotierte Siliziumelektrode, die eine in ihrem Zentrum mikrobearbeitete (geätzte) dünne flexible Membran aufweist, über einem elektrisch leitfähigen Substrat platziert, und der Trennungsabstand der flexiblen Membran von dem Substrat steuert die resultierende Kapazität. Siliziumdioxid wird als ein elektrischer Isolator verwendet, der einen Kurzschluss zwischen dem Substrat und der Elektrode verhindert. Die Oberfläche der Oxidbeschichtung und ihr Trennungsabstand von dem Substrat steuert die Kapazitätsauslesung. Wenn der Druck in dem Reifen zunimmt, nimmt dementsprechend der Trennungsabstand zwischen den Silizium- und Substratelektroden ab, und die Kapazität ändert sich, und ein Maß der Kapazität kann digital in eine Druckauslesung in Pfund pro Quadratzoll oder andere Dimensionen, wie erforderlich, umgewandelt werden. Silikonkautschuk oder Polyurethankautschuk können dazu verwendet werden, den Leerraum oberhalb der flexiblen Membran zu füllen, um als Druckkopplungsmedium zwischen dem Reifenbauteil und der Messmembran zu dienen. Die gemessene Kapazität liegt im Picofarad- Bereich (pF-Bereich), und die Abfrageeinrichtung kann vorprogrammiert sein, um die Picofarad-Messwerte (pF-Messwerte) in Pfund pro Quadratzoll umzuwandeln.
Bei der veranschaulichten Ausführungsform ist der Temperatursensor ein Bimetall-Rastsensor, beispielsweise eine Gold/Chrom-Legierung (Au/Cr) auf einem Siliziumsubstrat (Si-Substrat).
Wenn sie dazu verwendet wird, die Laufstreifentiefe zu messen, wird die Abfrageeinrichtung derart eingestellt, dass sie den Strom in dem Antennenabschnitt 26 ausliest, da Gummi für die entwickelten magnetischen und elektrischen Felder im Grunde transparent ist, wobei die Auslesung nur vom Abstand der Abfrageeinrichtung von der Spule abhängt. Wenn eine Abfrageeinrichtung die Laufstreifenoberfläche berührt, kann dementsprechend ein genauer Abstand zwischen dem Chip und der Abfrageeinrichtung erhalten werden. Bei einer Verwendung der Erfindung können Abfrageeinrichtungen auf Fahrbahnen installiert werden, und Fahrzeuge mit abgefahrenen Reifen können leicht identifiziert werden.
Die folgenden Beispiele sind dafür vorgesehen, die Erfindung weiter zu veranschaulichen und zu beschreiben.

Beispiel 1

Die folgende Zusammensetzung ist der besondere leitfähige Kautschuk, der bei der veranschaulichten Ausführungsform der Erfindung verwendet wird.

TABELLE 1

LEITFÄHIGE KAUTSCHUKZUSAMMENSETZUNG FÜR 360º- KRONENBEREICH-TRANSPONDERANTENNE

Inhaltsstoffe Modifizierter Kernreiter mit hohem Russgehalt
Hilfsmischung
Naturkautschuk 100
Ruß 95,0
Kieselsäure 17,0
Klebrigmacher 4,0
Antioxidationsmittel 2,0
Ozonschutzmittel 3,0
Stearinsäure 1,0
Fertigmischung (Vulkanisationsmischung)
Antioxidationsmittel 1,0
ZnO 10,0
Beschleuniger 1,09
Schwefel 3,12
INSGESAMT 237,21
Die Zusammensetzung wurde auf spezifischen Widerstand mit den folgenden Ergebnissen getestet. In Tabelle 2 wurden die Mischungen 1-4 unter Verwendung leitfähigen Rußes hergestellt, und die Mischungen 5 und 6 wurden unter Verwendung von Acetylenruß hergestellt. Mischung 1 ist eine Kernreitermischung, wie sie manchmal mit Vorrichtungen von der Art verwendet wird, die augenblicklich beansprucht wird (Kontrolle), und Mischung 4 ist die Zusammensetzung in Tabelle 1. TABELLE 2

Beispiel 2

Die folgende Zusammensetzung, in Tabelle 3, ist der besondere isolierende Kautschuk, der bei der veranschaulichten Ausführungsform der Erfindung verwendet wird. TABELLE 3
Der spezifische Widerstand und andere Eigenschaften der Isolierkautschukzusammensetzung sind in Tabelle 4 gezeigt.

TABELLE 4

EIGENSCHAFTEN DES TRANSPONDERISOLIERKAUTSCHUKS

Inhaltsstoffe Modifizierter Kernreiter mit niedrigem Rußgehalt
Spezifischer Volumenwiderstand (Ohm·cm · 10 exp 14) Ursprünglich 0,194
Gealtert (168 h/158F H&sub2;O) 0,359
Shore A 44
Zugfestigkeit Psi 1339
%-Bruchdehnung 685
50%-Mod 72

Beispiel 3

"Lese"-Bereichsergebnisse für drei Extended-Mobility-Reifen (EMT), ein Personenwagenreifen mit einer zur Verwendung an einer Corvette geeigneten Größe zeigte, dass alle drei Reifen um den gesamten Umfang des Laufstreifens herum (360º-Auslesung) vom Kontakt bis zu dem in Tabelle 5 angegebenen maximalen Abstand gelesen werden konnten. Die beiden Reifen mit zwei Antennenwindungen konnten auch 360º um die Seitenwand herum gelesen werden.
Es wurden Antennen zwischen der Innenauskleidung und der Lage an der Bandaufbauvorrichtung der ersten Stufe eingebaut. Sie waren auf der Mittellinie des Gürtels angeordnet.
Es wurden Antennen aus welligem Draht - flexibler Stahldraht (7 Stränge) hergestellt, der zwischen zwei Schichten aus leitfähigem Gummi laminiert wurde.

Schlussfolgerungen

Ein in großem Maße verbesserter Lesebereich wurde an diesem Satz Reifen im Vergleich mit einem früheren Test an dieser Art von Reifen wegen der sich ändernden Antennenplatzierung vom Wulst zur Mitte des Gürtels gemessen. Die erste Bauart von EMT-Reifen konnte nur gelesen werden, indem das Lesegerät mit der Laufstreifenoberfläche in Berührung gebracht wurde und selbst das war geringfügig.
Der wellige Draht wurde durch Strecken und Entspannen des Bandes während der Entfernung von der Bandaufbautrommel nicht beeinträchtigt, d. h. im Besonderen trat keine Knickung in dem welligen Draht auf, weil er so flexibel ist. Ergebnisse der Auslesung sind in Tabelle 5 aufgeführt. Tabelle 5

Beispiel 4

Dieses Beispiel veranschaulicht, wie die Reifenlaufstreifentiefe unter Verwendung der Vorrichtung der Erfindung erhalten werden kann.
Testanordnung:
1. Stromtransformator mit einer Empfindlichkeit von 1 Volt/A, an der Antriebsantennenstromquelle angebracht.
2. Scannerantenne, direkt auf Laufstreifenoberfläche im Reifenzentrum platziert und mit übereinandergestapelten Kartonscheiben von ungefähr 0,050" (1,27 mm) Dicke beabstandet.
Ergebnisse:
Der Test zeigt, dass das Verfahren sehr empfindlich ist (1,91 A/Zoll oder 0,75 A/cm) und ein wenig linear über die ersten 0,25 Zoll (6,35 mm) über dem Laufstreifen ist.
Es gab etwas Empfindlichkeit demgegenüber, wie rechtwinklig die Antenne zum Reifen steht (die Abfrageeinrichtung muss zur Wiederholung in der gleichen Winkelstellung liegen).

Claims

1. Ringförmige Vorrichtung zum elektronischen Übertragen von Identifikations- oder anderen Daten eines Luftreifens (10) und eines Rades, wobei die Vorrichtung einen Transponder (28) und eine Antenne aufweist, wobei der Transponder (28) einen Chip (24) mit einer integrierten Schaltung umfasst, der bei einer von außen induzierten Hochfrequenzerregung bewirkt, dass die Daten nacheinander von dem Chip (24) ausgegeben werden, wobei der Transponder (28) ferner mindestens einen ersten und einen zweiten elektrischen Leiter (30, 31) umfasst, die mit dem Chip (24) gekoppelt sind, dadurch gekennzeichnet, dass die Daten, die von dem Chip (24) als eine Spannung sequentiell ausgegeben werden, zwischen dem ersten und dem zweiten Leiter (30, 31) erscheinen; die Antenne, mit der der Transponder (28) eine ringförmige Ausgestaltung aufweist und die koaxial zu dem Reifen (10) oder dem Rad liegt, einen Verbund aus einer Gummimatrix und einem dritten elektrischen Leiter (26) umfasst, wobei der dritte elektrische Leiter (26) in einer Gummimatrix eingebettet ist, wodurch bei Abwesenheit eines Lötkontaktes zwischen dem dritten elektrischen Leiter (26) und dem ersten oder dem zweiten elektrischen Leiter (30, 31) der leitfähige Gummi den elektrischen Widerstand zwischen mindestens einem Ende der Antenne und einem von dem ersten und dem zweiten elektrischen Leiter (30, 31) reduziert.

2. Ringförmige Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei die Vorrichtung im Wesentlichen durch nicht leitfähigen Gummi eingeschlossen ist und in dem torusförmigen Bereich des Reifens (10) oder an der radial äußeren Seite der Radfelge angeordnet ist.

3. Ringförmige Vorrichtung nach Anspruch 2, wobei der Transponder (28) einen Drucksensor umfasst, der eine auf Kraft ansprechende Messfläche aufweist, die zum Ansprechen auf Druckänderungen innerhalb des torusförmigen Bereiches des Reifens (10) oder an der radial äußeren Seite der Radfelge angeordnet ist.

4. Ringförmige Vorrichtung nach Anspruch 2, wobei der Transponder (28) in nicht leitfähigen Materialien eingebettet ist, um eine andere signifikante elektrische Nebenschlussleitung zwischen dem ersten und dem zweiten Leiter (30, 31) als durch den dritten Leiter (26) zu verhindern.

5. Vorrichtung zum elektronischen Messen und Speichern von Daten eines Reifens (10), wobei die Vorrichtung einen Transponder (28) und eine Antenne aufweist, wobei der Transponder (28) einen Chip (24) aufweist und dafür ausgebildet ist, auf vorbestimmte Signale anzusprechen, die ein Antwortsignal auslösen, um Daten und Identifikationsinformation zu übertragen, wobei der Chip (24) eine Kapazität aufweist, die zumindest ausreicht, um Reifendruckdaten und Reifentemperaturdaten zu messen und Identifikationsinformation über den Reifen (10) festzuhalten, wobei der Transponder (28) ferner einen ersten und einen zweiten Leiter (30, 31) aufweist, die jeweils einer auf jeder Seite des Chips (24) angeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, dass die Antenne einen Verbund umfasst, der aus einem dritten Leiter (26) in einer Gummimatrix (42) besteht und eine Anpassungsbeziehung aufweist, die 100 bis 300% Dehnung des Verbundes zulässt, wobei der erste, der zweite und der dritte Leiter (30, 31, 26) zumindest teilweise in einer leitfähigen Gummimatrix (42) eingebettet sind, wobei der Verbund mit dem Transponder über die leitfähige Gummimatrix (42) in Kontakt steht.

6. Vorrichtung nach Anspruch 5, wobei die Gummimatrix (42) einen leitfähigen Gummi mit einem spezifischen Widerstand von 0,1 bis 100 Ohm cm aufweist.

7. Vorrichtung nach Anspruch 5, wobei die Gummimatrix (42) einen leitfähigen Gummi mit einem spezifischen Widerstand von 5 bis 50 Ohm cm aufweist.

8. Vorrichtung nach Anspruch 5, bei der die Antenne zu einer Schleife um die Äquatorialebene (EP) in einem Reifen (10), in dem sie angeordnet ist, ausgebildet ist.

9. Vorrichtung nach Anspruch 6, wobei das leitfähige Material Metallschnitzel umfasst.

10. Vorrichtung nach Anspruch 5, wobei das leitfähige Material Draht umfasst, der in kurze Stücke mit einer Länge von 1,5 mm bis 12 mm und einem Querschnittsverhältnis von 10 zu 1000 geschnitten ist.

11. Vorrichtung nach Anspruch 5, wobei das leitfähige Material Monofilamentdraht mit einem Durchmesser von 0,04 mm bis 0,25 mm umfasst.

12. Vorrichtung nach Anspruch 11, bei der der Draht in eine Sinuswellengestalt gebogen ist.

13. Vorrichtung nach Anspruch 11, bei der der Draht eine gewendelte Gestalt aufweist.

14. Vorrichtung nach Anspruch 11, bei der der Draht in eine Rechteck-, Sägezahn- oder Dreieckwellenform oder eine Mischung von diesen gebogen ist.

15. Vorrichtung nach Anspruch 5, bei der der erste und der zweite Leiter (30, 31) in dem elektrisch leitfähigen Gummi in enger Nähe zu der Antenne angeordnet sind, ohne mit der Antenne einen Kontakt herzustellen.

16. Vorrichtung nach Anspruch 5, bei der der leitfähige Gummi einen Zugmodul von 300 bis 400 Psi (2069-2759 kPa) bei 50% Dehnung, eine Dehnung von 270 bis 350%, eine maximale Zugfestigkeit von 1800-2100 Psi (12414-14483 kPa), eine Anhaftung von messingbeschichtetem Stahldraht an Gummi von 40 bis 50 Newton (75% Gummiabdeckung) und eine T&sub9;&sub0;-Vulkanisationszeit von 10 bis 30 Minuten aufweist.

17. Antenne zum Empfangen eines Signals von einer Sendeeinrichtung zum elektronischen Aktivieren eines elektronischen Schaltkreises und zum Übertragen von Daten von dem elektronischen Schaltkreis zu einer Empfangseinrichtung, wobei die Antenne dadurch gekennzeichnet ist, dass sie ein leitfähiges Verbundmaterial umfasst, das aus einem leitfähigen Metall in einer leitfähigen Gummimatrix (42) besteht, wobei der Verbund eine Anpassungsbeziehung aufweist, die 100 bis 300% Dehnung des Verbundes erlaubt; wobei der leitfähige Gummi einen spezifischen Widerstand von 0,1 bis 100 Ohm·cm, einen 50%-Modul von 300 bis 400 Psi (2069-2759 kPa), eine Dehnung von 270 bis 350% und eine maximale Zugfestigkeit von 1800 -2100 Psi (12414-14483 kPa), eine Anhaftung von messingbeschichtetem Stahldraht an Gummi von 40 bis SO Newton (75% Gummiabdeckung) und eine T&sub9;&sub0;-Vulkanisationszeit von 10 bis 30 Minuten aufweist.

18. Antenne nach Anspruch 17, wobei die Gummimatrix (42) einen spezifischen Widerstand von 5 bis 50 Ohm cm aufweist.

19. Antenne nach Anspruch 17, bei der der leitfähige Gummi zu einer Schleife ausgebildet ist.

20. Antenne nach Anspruch 17, wobei das Metall Metallschnitzel umfasst.

21. Antenne nach Anspruch 17, wobei das Metall Draht umfasst, der in kurze Stücke mit einer Länge von 1,5 mm bis 12 mm und einem Querschnittsverhältnis von 10 bis 1000 geschnitten ist.

22. Antenne nach Anspruch 21, wobei das Metall Monofilamentdraht mit einem Durchmesser von 0,08 mm bis 0,18 mm umfasst.

23. Antenne nach Anspruch 22, bei der der Draht in eine Sinuswellengestalt gebogen ist.

24. Antenne nach Anspruch 22, bei der der Draht eine gewendelte Gestalt aufweist.

25. Antenne nach Anspruch 22, bei der der Draht in eine Dreieckwellenform gebogen ist.

26. Antenne nach Anspruch 22, bei der der Draht einen Anteil von 50- 100% der Länge des leitfähigen Gummis umfasst.

27. Luftreifen (10) mit mindestens zwei parallelen ringförmigen Wülsten (12), Karkasslagen (16), die um die Wülste (12) herumgewickelt sind, einem Laufstreifen (20), der über den Karkasslagen (16) in einem Kronenbereich des Reifens (10) angeordnet ist, Seitewänden (22), die zwischen dem Laufstreifen (20) und den Wülsten (12) angeordnet sind, und einem Messsystem, das zwischen der Karkasslage (16) und einer Innenauskleidung (14) angeordnet ist, wobei das Messsystem eine Vorrichtung zum Übertragen von Daten eines Reifens (IO) umfasst, mit einem Transponder (28), um auf vorbestimmte Signale anzusprechen, die ein Antwortsignal auslösen, um Daten und Identifikationsinformation zu übertragen, und einem Chip (24), der dem Transponder (28) zugeordnet ist und eine Kapazität aufweist, die zumindest ausreicht, um Druckdaten und Temperaturdaten des Reifens (10) zu messen und Identifikationsinformation über den Reifen (10) festzuhalten, und eine Antenne umfasst, wobei der Luftreifen (10) dadurch gekennzeichnet ist, dass die Antenne ein Verbund aus einem in einer Gummimatrix eingebetteten Draht ist, wobei der Draht ein federnder Filamentdraht mit einem Durchmesser von 0,04 mm bis 0,25 mm und einer Anpassungsbeziehung ist, die 100 bis 300% Dehnung des dem Transponder (28) zugeordneten Drahtes erlaubt.

28. Reifen (10) nach Anspruch 27, wobei die Gummimatrix einen leitfähigen Gummi mit einem spezifischen Widerstand von 0,1 bis 100 Ohm cm aufweist.

29. Reifen (10) nach Anspruch 27, wobei die Gummimatrix einen leitfähigen Gummi mit einem spezifischen Widerstand von 5 bis 50 Ohm cm aufweist.

30. Luftreifen (10) nach Anspruch 27, bei dem die Antenne zu einer Schleife ausgebildet ist.

31. Luftreifen (10) nach Anspruch 27, wobei das Metall Monofilamentdraht mit einem Durchmesser von 0,08 mm bis 0,18 mm umfasst.

32. Luftreifen (10) nach Anspruch 31, bei dem der Draht in eine Sinuswellengestalt gebogen ist.

33. Luftreifen (10) nach Anspruch 31, bei dem der Draht eine gewendelte Gestalt aufweist.

34. Luftreifen (10) nach Anspruch 31, bei dem der Draht in eine Rechteck-, Sägezahn- oder Dreieckwellenform oder eine andere Konstruktion mit komprimierter Länge gebogen ist.

35. Luftreifen (10) nach Anspruch 27, bei dem der Chip (24) in dem elektrisch leitfähigen Gummi in enger Nähe zu dem Draht angeordnet ist, ohne einen Kontakt mit dem Draht herzustellen.

36. Luftreifen (10) nach Anspruch 27, bei dem der leitfähige Gummi einen 50%-Modul von 300 bis 400 Psi (2069-2759 kPa), eine Dehnung von 270 bis 350%, eine maximale Zugfestigkeit von 1800 - 2100 Psi (12414-14483 kPa), eine Anhaftung von mit Messing beschichtetem Stahldraht an Gummi von 40 bis 50 Newton (75% Gummiabdeckung) und eine T&sub9;&sub0;-Vulkanisationszeit von 10 bis 30 Minuten aufweist.

37. Luftreifen (10) nach Anspruch 27, wobei der Chip (24) derart orientiert ist, dass die gerade Richtung des Chips (24) und seiner Leitungen (32) in enger Nähe zu der geraden Richtung eines Verstärkungscords (82) der Karkasslage (16) liegt und mit dieser ausgerichtet ist.

38. Luftreifen (10) nach Anspruch 37, dadurch gekennzeichnet, dass die Antenne zu einer Schleife um die EP des Reifens (10) herum ausgebildet ist.

39. Luftreifen (10) nach Anspruch 37, dadurch gekennzeichnet, dass die Antenne gewickelten Monofilament-Federstahldraht mit einem Durchmesser von 0,04 mm bis 0,4 mm umfasst.