BR112020019123A2

BR112020019123A2 - Transponder de radiofrequência para pneumático

Info

Publication number: BR112020019123A2
Application number: BR112020019123-0A
Authority: BR
Inventors: Julien DESTRAVES; Thomas Caro; Jean-Mathieu Clergeat; Laurent Couturier; Guillaume PORTIER
Original assignee: Compagnie Generale Des Etablissements Michelin
Priority date: 2018-03-30
Filing date: 2019-03-27
Publication date: 2021-01-12
Also published as: CN112203872A; JP2021520168A; CN112203872B; EP3774400B1; JP7437375B2; EP3774400A1; WO2019186068A1

Abstract

transponder de radiofrequência passivo que compreende uma antena radiante constituída por uma mola helicoidal monofilamento que apresenta um eixo de revolução, um plano mediano, um passo e um diâmetro para um diâmetro de fio dado, e uma parte eletrônica situada no interior da antena radiante. a parte eletrônica compreende um chip eletrônico conectado eletricamente a uma antena primária acoplada eletromagneticamente à antena radiante. a antena primária apresentando um eixo paralelo ao eixo de revolução da antena radiante e um plano mediano superposto ao plano mediano da antena radiante. a antena primária sendo circunscrita em um cilindro do qual o diâmetro inferior a um terço do diâmetro interior da antena radiante. o transponder de radiofrequência é caracterizado pelo fato de que, para uma primeira zona da antena radiante na qual a antena radiante não está situada perpendicularmente à parte eletrônica, a relação entre o passo e o diâmetro para pelo menos um laço da mola helicoidal é superior a 0,8.

Description

“TRANSPONDER DE RADIOFREQUÊNCIA PARA PNEUMÁTICO” Campo da invenção

[0001] A presente invenção se refere a um dispositivo eletrônico de rádio identificação ou transponder de radiofrequência próprio para ser fixado sobre um objeto a identificar que é submetido, em especial em serviço, a grandes solicitações termomecânicas como um pneumático. Antecedentes da invenção

[0002] Para o domínio dos dispositivos de identificação RFID (acrônimo de Radio Frequency Identification), transponders de radiofrequências passivos são classicamente utilizados para a identificação, o acompanhamento, e a gestão de objetos. Esses dispositivos permitem uma gestão automatizada mais fiável e mais rápida.

[0003] Esses transponders de identificação por radiofrequências passivos são constituídos geralmente por pelo menos um chip eletrônico e uma antena formada por um laço magnético ou uma antena radiante que é fixada ao objeto a identificar.

[0004] O desempenho de comunicação do transponder de radiofrequência é expresso pela distância máxima de comunicação do transponder de radiofrequência com um leitor de radiofrequência para um mesmo sinal comunicado ao ou pelo leitor de radiofrequência.

[0005] No caso dos produtos bastante extensíveis como por exemplo os pneumáticos, existe uma necessidade de identificar o produto ao longo de toda a sua existência a partir da fabricação até sua retirada do mercado e, em especial, por ocasião de seu uso. Em seguida, a fim de facilitar essa tarefa, notadamente em condição de uso, um alto desempenho de comunicação é exigido que é expresso pela possibilidade de interrogar o transponder de radiofrequência a longa distância do produto, vários metros, por intermédio de um leitor de radiofrequência. Finalmente, é desejado que o custo de fabricação de um tal dispositivo seja o mais competitivo possível.

[0006] É conhecido no estado da técnica, notadamente de acordo com o documento WO 2016/193457A1, um transponder de identificação por radiofrequência passivo próprio para responder às necessidades dos pneumáticos. Esse transponder é constituído por um chip eletrônico, conectado a um circuito impresso sobre o qual é eletricamente conectada uma primeira antena primária. Essa antena primária é acoplada eletromagneticamente a uma mola helicoidal monofilamento que constitui uma antena radiante dipolo. A comunicação com um leitor externo de radiofrequência utiliza por exemplo as ondas radioelétricas e em especial a faixa UHF, acrônimo de Ultra Altas Frequências. Em consequência, as características da mola helicoidal são ajustadas na frequência de comunicação escolhida. Assim o desaparecimento de junção mecânica entre o circuito impresso e a antena radiante melhora a resistência mecânica do transponder de radiofrequência.

[0007] No entanto, um tal transponder de radiofrequência apresenta fraquezas. Ainda que esse transponder de radiofrequência seja adaptado para funcionar na frequência de comunicação do leitor externo de radiofrequência, a comunicação de radiofrequência por intermédio da antena radiante não é ótima em especial para interrogações a longa distância. Além disso, é preciso também levar em consideração a resistência mecânica da antena radiante em um ambiente grandemente solicitante termomecanicamente. Assim, é preciso otimizar o compromisso de desempenhos entre a resistência mecânica da antena e sua eficácia de radiocomunicação a fim de otimizar os desempenhos potenciais de um tal transponder de radiofrequência.

[0008] A presente invenção em como objeto um transponder de radiofrequência que visa melhorar o compromisso de desempenhos, e em especial o desempenho radioelétrico dos transponders de radiofrequência empregados entre outras coisas na indústria do pneumático. Descrição da invenção

[0009] A invenção tem como objeto um transponder de radiofrequência passivo destinado a ser integrado a um objeto a identificar constituído por um material bastante extensivo tal como uma mistura ou composição elastomérica. Esse transponder de radiofrequência compreende primeiramente uma antena radiante dipolo. Essa última é constituída por uma mola helicoidal monofilamento e apresenta um eixo de revolução, um diâmetro de enrolamento, um passo de hélice, um plano mediano e um diâmetro de fio que definem diâmetros interior e exterior da antena radiante. Essa antena radiante tem um comprimento L0 adaptado para se comunicar em uma faixa de frequência com um leitor de emissão por radiofrequência. Esse transponder de radiofrequência compreende também uma parte eletrônica situada no interior da antena radiante. Essa parte eletrônica compreende um chip eletrônico, uma antena primária conectada eletricamente ao chip eletrônico e acoplada eletromagneticamente à antena radiante. A antena primária apresenta primeiramente um eixo substancialmente paralelo ao eixo de revolução da antena radiante e em seguida um plano mediano que é substancialmente superposto ao plano mediano da antena radiante. Finalmente a antena primária é circunscrita em um cilindro do qual o eixo de revolução é paralelo ao eixo da antena primária e do qual o diâmetro é superior ou igual a um terço do diâmetro interior da antena radiante situada perpendicularmente à antena primária. Esse transponder de radiofrequência é caracterizado pelo fato de que, para uma primeira zona da antena radiante na qual a antena radiante não está situada perpendicularmente à parte eletrônica, a relação entre o passo de hélice e o diâmetro de enrolamento para pelo menos um laço da mola helicoidal é superior a 0,8.

[0010] É entendido aqui pelo termo “elastômero”, o conjunto dos elastômeros inclusive os TPE (acrônimo de Termo Plásticos Elastômeros), tais como por exemplo os polímeros diênicos, quer dizer que compreendem unidades diênicas, os silicones, os poliuretanos e as poliolefinas.

[0011] É entendido aqui pelo termo “acoplamento eletromagnético”, o acoplamento por radiação eletromagnética, quer dizer a transferência de energia sem contato físico de energia entre dois sistemas que incluem por um lado o acoplamento indutivo e por outro lado o acoplamento capacitivo. A antena primária é nesse caso preferencialmente compreendida no grupo que compreende: uma bobina, um laço ou segmento de fio ou uma combinação desses elementos condutores.

[0012] Aqui, é entendido pelo termo substancialmente paralelo que o ângulo gerado pelas direções axiais de cada antena é inferior ou igual a 30 graus. Nesse caso, o acoplamento eletromagnético entre as duas antenas é ótimo melhorado notavelmente os desempenhos de comunicação do transponder de radiofrequência.

[0013] Aqui, convém primeiramente definir o plano mediano da bobina e da mola helicoidal. Por definição, ele é um plano fictício que separa o objeto em duas partes iguais. No caso presente, esse plano mediano é perpendicular ao eixo de cada antena. Finalmente, é entendido aqui pelo termo “substancialmente superposto” que a distância relativa entre os planos medianos é inferior a um decimo do comprimento da antena radiante.

[0014] Assim a intensidade da corrente elétrica sendo máxima no centro da antena radiante, o campo magnético induzido por essa corrente é também máximo no centro da antena radiante, é assegurado assim que o acoplamento indutivo entre as duas antenas é ótimo melhorando devido a isso o desempenho de comunicação do transponder de radiofrequência.

[0015] Impondo para isso as dimensões relativas da antena primária em relação às características da mola helicoidal da antena radiante, é assegurado que a distância entre as duas antenas será inferior ao diâmetro da antena primária no caso em que a antena primária se situa no interior da antena radiante. Assim é otimizado o acoplamento eletromagnético entre as duas antenas e devido a isso o desempenho de comunicação do transponder de radiofrequência em emissão e recepção.

[0016] Do mesmo modo fora da zona da antena radiante que está situada perpendicularmente à parte eletrônica e portanto à antena primária, uma relação do passo de hélice sobre o diâmetro de enrolamento superior a 0,8 para um laço da antena radiante tem como efeito estirar a mola helicoidal. Assim é diminuído o comprimento útil de fio para percorrer uma distância nominal da antena radiante. Devido a isso é diminuída a resistência da antena radiante. Por conseguinte, com igual campo elétrico, a intensidade da corrente elétrica que circula na antena radiante é maior na frequência própria da antena o que permite melhorar o desempenho de comunicação do transponder de radiofrequência.

[0017] Além disso, o estiramento da mola helicoidal permite melhorar o rendimento da antena radiante melhorando assim a relação entre a resistência de radiação sobre a resistência de perdas dessa última o que permitirá também maximizar o campo elétrico irradiado pela antena radiante com igual corrente elétrica que circula na antena radiante. Finalmente, o estiramento da antena radiante permite diminuir o volume ocupado pela mola helicoidal com igual passo da antena radiante. Assim, em um ambiente dimensional restrito como a espessura de um envoltório pneumático, é possível aumentar a espessura de goma isolante que circunda a antena radiante nessa primeira zona. Esse isolamento elétrico minimiza as perdas e melhora portanto o desempenho de comunicação do transponder de radiofrequência tanto em emissão quanto em recepção. Naturalmente, é ideal que cada um dos laços da primeira zona da antena radiante seja alongado o que melhora na mesma proporção o desempenho de comunicação do transponder de radiofrequência passivo, em especial para os transponders de identificação denominados etiqueta RFID.

[0018] De preferência, a relação entre o passo de hélice e o diâmetro de enrolamento de cada um dos laços da mola helicoidal na primeira zona da antena radiante é inferior a 3, preferencialmente inferior a 2.

[0019] Ainda que seja interessante melhorar o desempenho radioelétrico da antena radiante, também não se deve negligenciar as outras funções que ela deve desempenhar. Em especial, a mola helicoidal é uma estrutura flexível adaptada para suportar solicitações tridimensionais às quais o transponder de radiofrequência deverá fazer frente em sua aplicação pneumática. Devido a isso, convém limitar o estiramento da antena radiante nessa primeira zona a fim de conservar uma flexibilidade suficiente à antena radiante em seu conjunto e assim se assegurar da integridade física do transponder de radiofrequência.

[0020] De acordo com um modo de realização especial, os dois últimos laços da mola helicoidal na primeira zona da antena radiante situada axialmente, o mais exteriormente em relação à parte eletrônica são unidos em pelo menos uma volta.

[0021] Isso evita nesse caso um entrelaçamento ao nível das antenas radiantes dos transponders de radiofrequências por ocasião da manipulação desses últimos. Assim, a manutenção dos transponders de radiofrequências é facilitada permitindo otimizar o preço de custo dos transponders de radiofrequências. O fato de limitar esse efeito nos laços situados o mais axialmente exteriormente em relação à parte eletrônica só afeta pouco o desempenho radioelétrico da antena radiante.

[0022] De preferência, a antena primária sendo conectada aos terminais de uma placa eletrônica que compreende o chip eletrônico, a impedância elétrica da antena primária é adaptada à impedância elétrica da placa eletrônica do transponder de radiofrequência.

[0023] É entendido pelo termo impedância elétrica da placa eletrônica, a impedância elétrica nos terminais da antena primária o que representa a impedância da placa eletrônica que compreende pelo menos um chip eletrônico e um circuito impresso sobre o qual o chip eletrônico é conectado.

[0024] Realizando para isso a adaptação da impedância da antena primária a aquela da placa eletrônica, o transponder de radiofrequência é otimizado na frequência de comunicação melhorando assim o ganho e tendo assim um fator de forma mais seletivo, uma banda passante mais estreita, da placa eletrônica. Assim os desempenhos de comunicação do transponder de radiofrequência são melhorados para uma mesma quantidade de energia transmitida ao transponder de radiofrequência. Isso se traduz em especial por um aumento da distância de leitura do transponder de radiofrequência. A adaptação de impedância da antena primária é obtida pelo ajuste de pelo menos uma das características geométricas da antena primária como por exemplo, o diâmetro do fio, o material desse fio e o comprimento do fio.

[0025] A adaptação de impedância da antena primária pode ser também obtida pela adição de um circuito de transformação de impedância constituído por componentes eletrônicos adicionais entre a antena primária e o circuito eletrônico como por exemplo, filtros à base de indutância e de capacidades e linhas de transmissão.

[0026] A adaptação de impedância da antena primária pode também ser obtida pela combinação das características da antena primária e das características de um circuito de transformação de impedância.

[0027] De acordo com um modo de realização especial, o chip eletrônico e pelo menos uma parte da antena primária são embutidos em uma massa rígida e isolante eletricamente tal como, por exemplo, resina de tipo epóxi alta temperatura. O conjunto constitui a parte eletrônica do transponder de radiofrequência.

[0028] Assim, é enrijecida a parte eletrônica que compreende pelo menos uma parte da antena primária e o chip eletrônico conectado ao circuito impresso tornando mais fiável as conexões mecânicas entre seus componentes em relação às solicitações termomecânicas às quais é submetido o objeto a identificar.

[0029] Isso permite também a industrialização da parte eletrônica do transponder de radiofrequência independentemente da antena radiante ou do objeto a identificar. Notadamente uma miniaturização do componente eletrônico que compreende a antena primária e o chip eletrônico pode ser considerada utilizando para isso por exemplo uma micro bobina de espiras como antena primária.

[0030] De acordo com um outro modo de realização, a parte da antena primária não embutida na massa rígida é revestida com um material isolante eletricamente.

[0031] Assim, se a antena primária não está inteiramente contida dentro da massa rígida e isolante eletricamente da parte eletrônica, é útil isolar a mesma por intermédio de um revestimento com um material isolante eletricamente como aqueles empregados para uma bainha de isolamento de cabo elétrico.

[0032] De acordo com um modo de realização privilegiado, para a segunda zona da antena radiante na qual a antena radiante está situada perpendicularmente à parte eletrônica, a relação entre o passo de hélice e o diâmetro de enrolamento para cada laço da mola helicoidal é inferior ou igual a 0,8.

[0033] De fato, nessa segunda zona da antena radiante e mais especialmente na zona que se situa perpendicularmente à antena primária, o desempenho esperado da antena radiante é o acoplamento eletromagnético e em especial indutivo com a antena primária da parte eletrônica. Devido a isso, uma primeira alavanca para melhorar esse acoplamento é aumentar a indutância da antena radiante nessa segunda zona, o que é o mesmo que contrair a mola helicoidal. Além disso, o fato de contrair a antena radiante nessa segunda zona favorece também a transferência de energia entre a antena primária e a antena radiante pelo aumento da superfície de troca proposta pela antena radiante com igual comprimento da antena primária situada em frente à antena radiante. Essa melhoria da transferência de energia acarreta um melhor desempenho de comunicação do transponder de radiofrequência.

[0034] De acordo com um modo de realização especial, a geometria da parte eletrônica do transponder de radiofrequência é inscrita em um cilindro do qual o diâmetro é inferior ou igual ao diâmetro interior da antena radiante e do qual o eixo de revolução é paralelo ao eixo de revolução da antena radiante.

[0035] A parte eletrônica assim constituída permite no caso em que essa última seria posicionada no interior da antena radiante assegurar um pré-posicionamento otimizado da antena primária em relação à antena radiante para melhorar o desempenho de comunicação em recepção/emissão do transponder de radiofrequência. De fato, é assegurado mecanicamente que as duas antenas sejam substancialmente paralelas e que a distância que as separam gere um acoplamento eletromagnético de qualidade.

[0036] De acordo com um modo de realização específico, a comunicação radioelétrica com o leitor de radiofrequência é efetuada na faixa das UHF e mais especificamente na gama compreendida entre 860 e 960 MHz.

[0037] De fato, nessa faixa de frequência, o comprimento da antena radiante é inversamente proporcional à frequência de comunicação. E acima dessas faixas de frequências, a comunicação radioelétrica é bastante perturbada e mesmo impossível nos materiais elastômeros padrão. Por conseguinte, isso constitui o melhor compromisso entre o tamanho do transponder de radiofrequência e sua comunicação radioelétrica notadamente em campo longínquo permitindo que se tenha distâncias de comunicação satisfatórias para a indústria do pneumático.

[0038] De acordo com um outro modo de realização especial, o comprimento L0 da antena radiante é compreendido entre 30 e 50 milímetros.

[0039] De fato, na gama de frequência entre 860 e 960 MHz e de acordo com as permissividades dielétricas relativas das misturas elastoméricas que circundam o transponder de radiofrequência, o comprimento total da mola helicoidal que é adaptado ao meio comprimento de onda das ondas radioelétricas emitidas ou recebidas pelo transponder de radiofrequência está situado no intervalo entre 30 e 50 milímetros, de preferência entre 35 e 45 milímetros. A fim de otimizar o funcionamento da antena radiante nesses comprimentos de onda, convém perfeitamente adaptar o comprimento da antena radiante ao comprimento de onda.

[0040] Vantajosamente, o diâmetro de enrolamento da mola helicoidal na primeira zona da antena radiante é compreendido entre 0,6 e 2,0 milímetros, preferencialmente entre 0,6 e 1,6 milímetros.

[0041] Isso permite limitar o volume ocupado pela antena radiante e portanto aumentar a espessura de mistura elastomérica isolante eletricamente em torno do transponder de radiofrequência. Naturalmente esse diâmetro da mola helicoidal na primeira zona da antena radiante pode ser constante, variável, continuamente variável ou variável por pedaços. É preferível de um ponto de vista da integridade mecânica da antena radiante que o diâmetro seja constante ou continuamente variável.

[0042] De acordo com um modo de realização privilegiado, o passo de hélice de pelo menos um laço da antena radiante na primeira zona da antena radiante é compreendido entre 1 e 4 milímetros e de preferência entre 1,5 e 32 milímetros.

[0043] Isso permite por um lado assegurar que a relação do passo de hélice sobre o diâmetro de enrolamento da mola, ou pelo menos um laço, na primeira zona da antena radiante é inferior a 3 que garante um mínimo de elongação da mola helicoidal. Além disso, esse passo pode também ser constante ou variável em toda a primeira zona da antena radiante. Naturalmente, é preferível que o passo seja continuamente variável ou com transições de pequena variação para evitar pontos singulares na antena radiante que representariam fraquezas mecânicas da antena radiante.

[0044] De acordo com um modo de realização vantajoso, o diâmetro do fio da antena radiante é compreendido entre 0,05 e 0,25 milímetros, idealmente entre 0,12 e 0,22 milímetros.

[0045] Nessa gama de fio, é assegurado por um lado que a resistência das perdas será pequena melhorando assim os desempenhos radioelétricos da antena radiante. Além disso, limitar o diâmetro do fio permite agastar a antena radiante dos condutores elétricos aumentando assim a espessura das misturas elastoméricas isolantes eletricamente. No entanto, é necessário conservar uma certa resistência mecânica no fio para suportar as tensões termomecânicas às quais ele será submetido em um ambiente bastante solicitante como o envoltório pneumático sem otimizar o limite em ruptura do material desses fios, geralmente feitos de aço doce. Isso permite assegurar um compromisso técnico-econômico satisfatório da antena radiante.

[0046] A invenção tem também como objeto um adesivo de identificação constituído por um transponder de radiofrequência embutido em uma massa flexível e isolante eletricamente de misturas elastoméricas.

[0047] É entendido aqui pelo termo isolante eletricamente que a condutividade elétrica da mistura elastomérica está no mínimo abaixo do limite de percolação das cargas condutoras da mistura.

[0048] Assim, é constituído um adesivo de identificação que facilita a colocação no lugar do transponder de radiofrequência em objetos a identificar que compreende partes feitas de material de base elastomérica. Uma camada de goma de ligação usual poderá ser empregada se for necessário, para solidarizar o adesivo de identificação ao objeto a identificar tal como um pneumático.

[0049] Além disso, as características de rigidez e de condutividade elétrica da mistura elastomérica asseguram uma inserção mecânica e um isolamento elétrico de qualidade do transponder de radiofrequência dentro dos componentes do objeto a identificar. Assim, o funcionamento do transponder de radiofrequência não é perturbado pelo objeto a identificar. Breve descrição dos desenhos

[0050] A invenção será melhor compreendida com a leitura da descrição que vai se seguir no caso de uma aplicação a cintas pneumáticas. Essa aplicação é dada unicamente a título de exemplo e feita fazendo-se referência às figuras anexas nas quais os mesmos números de referência designam em todas elas partes idênticas e nas quais: • A figura 1 apresenta uma vista em perspectiva de um transponder de radiofrequência do estado da técnica em uma configuração na qual a parte eletrônica está situada no interior da antena radiante; • A figura 2 apresenta uma vista em perspectiva de um transponder de radiofrequência de acordo com a invenção;

• As figuras 3a e 3b são ilustrações do comprimento do fio da antena radiante de acordo com a relação entre o passo de hélice e o diâmetro de enrolamento da mola helicoidal para um mesmo comprimento elementar da antena radiante de acordo com que se trabalhe com passo constante ou diâmetro de enrolamento constante; • A figura 4 é um exemplo de transponder de radiofrequência de acordo com a invenção que apresenta certas particularidades; • A figura 5 é uma vista explodida de um adesivo de identificação de acordo com a invenção; • A figura 6 apresenta um gráfico da potência elétrica transmitida a dois transponders de radiofrequências de acordo com a faixa de frequência de observação; e • A figura 7 é um sinóptico de um processo de fabricação de um adesivo de identificação que compreende um transponder de radiofrequência de acordo com a invenção. Descrição detalhada de modos de realização

[0051] No que se segue, os termos “pneumático” e “cinta pneumática” são empregados de modo equivalente e se referem a qualquer tipo de cinta pneumática ou não pneumática (em inglês “tire”, “pneumatic tire”, non-pneumatic tire”).

[0052] A figura 1 apresenta um transponder de radiofrequência 1 do estado da técnica em uma configuração na qual a parte eletrônica 20 está situada no interior da antena radiante 10. A antena radiante 10 é constituída por um fio feito de aço 12 que foi deformado plasticamente a fim de formar uma mola helicoidal que apresenta um eixo de revolução 11. A mola helicoidal é definida primeira mente por um diâmetro de enrolamento do fio revestido e um passo de hélice. Esses dois parâmetros geométricos da mola helicoidal são aqui constantes. Assim, são determinados precisamente diâmetros interior 13 e exterior 14 da mola helicoidal levando para isso em consideração o diâmetro do fio. O comprimento da mola L0 corresponde aqui ao meio comprimento de onda do sinal de transmissão por radiofrequência do transponder 1 dentro de uma massa de mistura elastomérica. Assim é possível definir um plano mediano 19 na mola helicoidal perpendicular ao eixo de revolução 11 que separa a antena radiante 10 em duas partes iguais. A forma geométrica da parte eletrônica 20 é circunscrita dentro de um cilindro do qual o diâmetro é inferior ou igual ao diâmetro interior 13 da mola helicoidal. O enfiamento da parte eletrônica 20 na antena radiante 10 se encontra assim facilitado. O plano mediano 21 da antena primária se encontra substancialmente superposto ao pano mediano 19 da antena radiante 10. Enfim o eixo da antena primária é substancialmente paralelo ao eixo de revolução 11 da antena radiante 10. É possível dividir a antena radiante em duas zonas distintas. A primeira zona 101 da antena radiante 10 onde a mola helicoidal não está situada perpendicular à parte eletrônica 20. Essa primeira zona 101 da antena radiante 10 compreende duas partes 101 a e 101b substancialmente equivalentes que enquadram axialmente a segunda zona 102 da antena radiante 10.

[0053] A figura 2 é um transponder de radiofrequência 1 de acordo com a invenção que tem como característica distintiva em relação ao transponder de radiofrequência do estado da técnica que a relação do passo de hélice sobre o diâmetro de enrolamento de pelo menos um laço da antena radiante da primeira zona é superior a 0,8. No caso presente, todos os laços de cada uma das zonas 101a e 101b viram sua relação evoluir de maneira equivalente. Isso é obtido por uma diminuição do número total de laços para cada uma das subzonas 101a e 101b. Nesse caso especial, o diâmetro de enrolamento do fio da antena radiante 10 é conservado. No entanto, também teria sido possível modificar a relação passo de hélice sobre diâmetro de enrolamento de cada laço da primeira zona 101 aumentando para isso o diâmetro de enrolamento do fio de aço da antena radiante na primeira zona 101 dessa antena. No caso presente, o passo de hélice da antena radiante 10 na segunda zona 102 da antena radiante 10 não foi modificado. Devido a isso, a relação entre o passo de hélice e o diâmetro de enrolamento da segunda zona 102 da antena radiante 10 é inferior a 0,8.

[0054] As figuras 3a e 3b são ilustrações da importância da relação do passo de hélice sobre o diâmetro de enrolamento para um laço da mola helicoidal relativamente às propriedades radioelétricas e eletromagnéticas da antena radiante.

[0055] A figura 3a é uma ilustração das variações da relação do passo de hélice sobre o diâmetro de enrolamento de um laço quando o passo de hélice do laço é constante assim como o diâmetro de fio que constitui o laço. Para um comprimento elementar da antena radiante de comprimento igual à zona ocupada por um laço completo para uma relação igual a 1, a distância curvilínea desse laço é igual a 2 *PI *PI unidades elementares. A curva em traço contínuo 500 corresponde a esse laço. De fato, o raio desse laço vale necessariamente PI unidades elementares. Se for tomada doravante a curva 501 em pontilhado que corresponde a uma relação igual a

2. Como o passo de hélice é constante, necessariamente o diâmetro de enrolamento desse laço é duas vezes menor do que o diâmetro de enrolamento do laço precedente ou seja PI unidades elementares. Nesse caso, a distância curvilínea desse laço ilustrada pelos pontilhados 501 vale PI*PI unidades elementares. Devido a isso o comprimento curvilíneo de um primeiro laço, que apresenta uma relação do passo de hélice sobre o diâmetro de enrolamento maior do que um segundo laço, é menor do que o comprimento curvilíneo desse segundo laço. As curvas 502 constituída por traços em alternância com um pontilhado e 503 constituída por traços ilustram respectivamente relações de 0,8 e 0,5. Os comprimentos curvilíneos desses dois laços são respectivamente iguais a 2,2*PI*PI unidades elementares e 4*PI*PI unidades elementares.

[0056] A figura 3b é uma ilustração das variações da relação do passo de hélice sobre o diâmetro de enrolamento de um laço quando o diâmetro do laço é constante assim como o diâmetro de fio que constitui o laço. Para um comprimento elementar da antena radiante de comprimento igual à zona ocupada por um laço completo para uma relação igual a 1, a distância curvilínea desse laço é igual a 2 *PI *PI unidades elementares. A curva em traço contínuo 505 corresponde a esse laço. De fato, o raio desse laço vale necessariamente PI unidades elementares. Se for tomada doravante a curva 506 que corresponde a uma relação igual a 2. Como o diâmetro de enrolamento é constante, necessariamente o passo de hélice desse laço é duas vezes maior do que o paço de hélice do laço precedente ou seja 4*PI unidades elementares. Mas se houver uma limitação no comprimento elementar de 2*PI unidades elementares, a distância curvilínea desse laço ilustrado pelos pontilhados vale PI*PI unidades elementares. Do mesmo modo para as curvas 507 e 508 que correspondem respectivamente a relações de 0,5 e 0,2 ou seja respectivamente uma duplicação e uma quintuplicação do número de laços. A distância curvilínea da curva 507 ilustrada em traço pontilhado vale 4*PI*PI unidades elementares. E a distância curvilínea da curva 508 ilustrada em traço pontilhado em alternância com dois pontilhados vale 10*PI*PI unidades elementares.

[0057] Naturalmente, no lugar de modificar somente o passo de hélice ou o diâmetro de enrolamento de cada laço, é possível modificar os dois parâmetros simultaneamente. Somente a relação obtida por essas duas modificações terá um impacto sobre o desempenho de comunicação da antena radiante.

[0058] De fato, a resistência de um fio condutor é proporcional ao comprimento curvilíneo do fio. Quanto maior for a relação do passo de hélice sobre o diâmetro de enrolamento do laço, mais curto é o comprimento curvilíneo do fio. Devido a isso, menos a resistência elétrica do laço é elevada. Em conclusão, as propriedades radioelétricas dos laços da antena radiante são melhoradas minimizando para isso essa resistência elétrica. Minimizando assim a resistência elétrica da antena radiante na primeira zona da antena radiante, a eficácia da antena radiante é melhorada tanto em emissão quando em recepção que é majoritariamente constituída por essa primeira zona. Além disso, minimizar a resistência elétrica da antena assegura gerar uma corrente elétrica máxima com igual diferencial de potenciais elétricos. Devido a isso, os desempenhos radioelétricos e portanto de comunicação do transponder de radiofrequência se encontram assim melhorados.

[0059] Na segunda zona da antena radiante, a eficácia de radiação dessa segunda zona menor do que a primeira zona, não é essencial. De fato, essa segunda zona tem como função principal a de assegurar um acoplamento eletromagnético com a antena primária da parte eletrônica. Esse acoplamento eletromagnético passa principalmente por um acoplamento indutivo se a antena primária for uma bobina de espiras. O desempenho desse acoplamento necessita primeiramente da geração de um campo magnético pela antena radiante. Esse campo magnético é em especial comandado pela indutância da antena radiante. Para maximizar a indutância de uma bobina, convém reduzir a relação do passo de hélice sobre o diâmetro de enrolamento da bobina ou aumentar o número de laços da bobina. Reduzindo assim a relação do passo de hélice sobre o diâmetro de enrolamento dos laços da segunda zona da antena radiante, o acoplamento indutivo é maximizado aumentando assim a indutância da antena. Além disso, se essa relação for diminuída só modificando para isso o passo de hélice da antena, é aumentado também o número de espiras que constituem a segunda zona da antena o que aumentará a superfície de transferência de energia entre as duas antenas. Esse aumento da superfície de transferência de energia é naturalmente favorável ao desempeno de comunicação do transponder de radiofrequência.

[0060] A figura 4 é uma ilustração de um transponder de radiofrequência 1 que funciona na gama de frequências entre 860 e 960 MHz destinado a ser incorporado dentro de um envoltório pneumático por intermédio de um adesivo de identificação feito de material elastomérico. Para facilitar o desempenho de radiocomunicação e a integridade física do transponder de radiofrequência 1 dentro do envoltório pneumático, será preferível dispor o eixo de revolução da antena radiante 10, paralelo ao eixo U, em uma direção perpendicular aos fios da lona de carcaça do envoltório pneumático de estrutura radial, em especial se esses últimos são metálicos.

[0061] O transponder de radiofrequência 1 apresenta aqui uma antena radiante 10 e uma parte eletrônica situada no interior da antena radiante 10. A parte eletrônica compreende um chip eletrônico conectado a um circuito impresso. Uma antena primária constituída por m fio condutor que compreende dezessete espiras retangulares conectadas ao circuito impresso. A face oposta à antena primária do circuito impresso compreende um circuito galvânico em forma de meandro que constitui uma linha de 10 milímetros de comprimento e de 1 milímetro de largura. Enfim, o diâmetro do cilindro circunscrito da antena primária é de 0,8 milímetros.

[0062] A placa eletrônica assim constituída é embutida em uma massa 30 feita de resina epóxi que assegura a fiabilidade mecânica dos componentes eletrônicos e o isolamento elétrico da placa eletrônica. O cilindro circunscrito na massa rígida 30 tem um diâmetro de 1,15 milímetros e um comprimento de 6 milímetros.

[0063] O comprimento L0 da antena radiante 10 é aqui de 45 milímetros e corresponde ao meio comprimento de onda das ondas radioelétricas na frequência de 915 MHz em um meio de permitividade dielétrica relativo aproximadamente igual a 5. A antena radiante 10 é realizada com o auxílio de um fio de aço 12 com diâmetro de 0,225milimetro revestido na superfície com uma camada de latão.

[0064] A antena radiante 10 se decompõe em duas zonas principais. A primeira zona 101 corresponde à seção da antena radiante que não se situa perpendicularmente à parte eletrônica. Ela compreende duas subzonas 101a e 101b que circundam de um lado e de outro a massa 30 rígida e isolante.

[0065] Cada subzona 101a e 101b com um comprimento L1 de 19 milímetros compreende 12 espiras circulares com um diâmetro de enrolamento D1 constante de 1,275 milímetros. Isso determina diâmetros interior e exterior de respectivamente 1,05 e 1,5 milímetros. O passo de hélice P1 das espiras circulares é de 1,55 milímetros. Assim, a relação do passo de hélice P1 sobre o diâmetro de enrolamento D1 das espiras é de 1,21. As extremidades axialmente exteriores de cada subzona 101a e 101b se terminam por 2 espiras unidas. Devido a isso, a relação elevada assegura poder maximizar a eficácia das propriedades radioelétricas da antena radiante 10 nessa zona 101. Além disso, o contato entre as espiras situadas o mais exteriormente na antena radiante 10 impede o entrelaçamento das molas helicoidais entre si por ocasião da manipulação dos transponders de radiofrequências. Como a maioria das espiras da primeira zona 101 da antena radiante 10 apresenta uma relação superior a 0,8, o desempenho radioelétrico do transponder de radiofrequência 1 é nitidamente melhorado.

[0066] Na segunda zona 102 da antena radiante 10 correspondente à seção da antena radiante 10 que se situa perpendicularmente à parte eletrônica, a antena radiante apresenta um comprimento de 7 milímetros. A mola helicoidal apresenta um passo de hélice P2 constante de 1 milímetro e um diâmetro de enrolamento D2 constante de 1,575 milímetros. Assim, o diâmetro interior da mola helicoidal da segunda zona da antena radiante é de 1,35 milímetros. Isso permite que se tenha uma relação do passo de hélice sobre o diâmetro de enrolamento constante da ordem de 0,63. Essa relação permite maximizar a indutância da segunda zona 102 da antena radiante 10 em relação à primeira zona 101 o que permite uma melhor eficácia de acoplamento eletromagnético com a parte eletrônica.

[0067] Nesse caso especial, o diâmetro interior da antena radiante 10, igual a 1,05, da primeira zoa 101 é inferior ao diâmetro da massa 30, que representa o cilindro circunscrito da parte eletrônica, igual a 1,15 milímetros. Devido a isso, as subzonas 101a e 101b da primeira zona 101 da antena radiante 10 representam batentes mecânicos ao movimento axial da massa 30 no interior da antena radiante 10. A colocação no lugar da parte eletrônica será realizada por enfiamento da massa 30 rígida e isolante dentro da antena radiante 10.

[0068] Além disso, o diâmetro do cilindro circunscrito na antena primária é bem superior a um terço do diâmetro interior da mola helicoidal da segunda zona 102 da antena radiante. Ainda que o cilindro circunscrito na antena primária não seja coaxial ao eixo de revolução U da antena radiante 10, ele é substancialmente paralelo a esse último. E, a distância mínima entre a segunda zona 102 da antena radiante 10 e a antena primária é inferior a 0,3 milímetros, bem inferior a um quarto do diâmetro interior da antena radiante 10. Essa proximidade das antenas é permitida pelo passo P2 estreito aplicado à segunda zona 102 da antena radiante 10 que permite obter uma tolerância menor das dimensões da mola, em especial o diâmetro de enrolamento D2. Além disso essa proximidade assegura um acoplamento eletromagnético entre as duas antenas de melhor qualidade. Naturalmente, esse acoplamento eletromagnético teria podido ser melhorado utilizando para isso espiras deforma idêntica entre a antena primária e a antena radiante, como por exemplo espiras circulares. Esse acoplamento teria sido otimizado também tornando para isso axial os eixos das duas antenas o que significa colocar a placa eletrônica no interior da antena primária para minimizar a dimensão axial da parte eletrônica. Assim, a qualidade da superfície de transferência de energia eletromagnética entre as duas antenas teria sido ótima.

[0069] Outros modos de realização específicos, notadamente em caso de variação do diâmetro de enrolamento da mola helicoidal entre as primeira e segunda zonas da antena radiante e que o diâmetro interior da primeira zona da antena radiante é menor do que o diâmetro do cilindro circunscrito na parte eletrônica, podem ser empregados.

[0070] Um primeiro modo consiste em colocar em sinergia a etapa de realização da antena radiante com a etapa de união dessa mesma antena radiante com a parte eletrônica realizada por ocasião da primeira fase a fim de facilitar a inserção dessa parte eletrônica dentro da antena radiante.

[0071] Assim, é realizada primeiramente uma primeira parte da antena radiante com o auxílio de uma máquina de enrolar as molas que fornece um fio de aço com diâmetro externo de 150 micrômetros que é deformada plasticamente por deslocamento imposto. Naturalmente, a máquina pode ser automatizada a fim de adaptar a deformação aplicada para modificar o diâmetro de enrolamento e o passo de hélice a cada laço da mola helicoidal em decorrer de fabricação. Essa primeira parte da antena radiante compreende necessariamente a primeira subzona da primeira cona da antena radiante e a quase totalidade da segunda zona da antena radiante que apresentará um diâmetro de enrolamento maior. E eventualmente o passo de hélice dos laços dessa segunda zona é diferente dos laços da primeira zona da mola helicoidal.

[0072] Depois dessa primeira etapa, a fabricação da mola helicoidal é interrompida a fim de colocar no lugar a parte eletrônica realizada por ocasião da primeira fase no interior da primeira parte da antena radiante realizada. A operação é efetuada na própria máquina de enrolar as molas.

[0073] Ela necessita primeiramente relaxar as tensões na mola helicoidal formada liberando para isso uma das extremidades da mola helicoidal. Isso tem como efeito diminuir as pré-tensões na mola helicoidal que leva a aumentar o diâmetro de enrolamento da mola realizada. Em seguida a colocação no lugar da parte eletrônica dentro dessa primeira parte da mola helicoidal relaxada é efetuada com o auxílio de uma pistola que é posicionada no lugar do dedo que deforma o fio de aço. A mudança de ferramenta é feita com o auxílio da rotação de um pino do qual as extremidades angulares são por um lado a pistola e por outro lado o dedo de deformação do fio de aço.

[0074] Essa colocação no lugar consiste, por exemplo, na colocação em apoio de uma das extremidades axiais da parte eletrônica contra um laço da primeira parte da antena radiante ao mesmo tempo em que se assegura de um paralelismo e mesmo uma coaxialidade entre o eixo de revolução da primeira parte da antena radiante com o eixo de revolução da parte eletrônica. Além disso, o posicionamento axial da parte eletrônica dentro da primeira parte da antena radiante deve permitir substancialmente centrar o plano mediano da antena primária da parte eletrônica em relação à antena radiante final.

[0075] Essa colocação no lugar é efetuada com o auxílio de uma pistola de propulsão mecânica. No entanto qualquer outro tipo de propulsão: magnética, pneumática, hidráulica ou em combinação pode ser considerada. Em seguida, o dedo de deformação é recolocado em posição, a parte eletrônica sendo mantida em posição com o auxílio da segunda zona da antena radiante já realizada.

[0076] Enfim a terceira etapa consiste em retomara constituição da mola helicoidal onde ela tinha sido interrompida no fim da primeira etapa com a presença da parte eletrônica. Depois de ter liberado a parte eletrônica de seus meios de preensão e de posicionamento e de ter evacuado os mesmos da zona de realização da mola helicoidal, é realizada a segunda subzona da primeira parte da antena radiante. O fio de aço é então seccionado quando o comprimento da mola helicoidal atingiu o comprimento L0 desejado.

[0077] Um segundo modo de realização do transponder de radiofrequência quando o diâmetro de enrolamento da mola varia entre as primeira e segunda zonas da antena radiante consiste em realizar primeiramente uma antena radiante sob a forma de uma mola helicoidal monofilamento que compreende uma segunda zona na qual será colocada a parte eletrônica. Essa segunda zona compreende um diâmetro de enrolamento D2 e um passo de hélice P2. A mola helicoidal compreende também dois segmentos de uma primeira zona da antena radiante situados em cada extremidade da segunda zona. Essa primeira zona é definida por hélices que têm um diâmetro de enrolamento D1 e um passo de hélice P1. Esse tipo de mola helicoidal pode classicamente ser fabricado em uma máquina de enrolar padrão que tem ciclos de fabricação otimizados em tempo.

[0078] Em seguida, vem a etapa de união da parte eletrônica realizada por ocasião da primeira fase na antena radiante constituída na etapa precedente.

[0079] Em um primeiro tempo, convém determinar na mola helicoidal realizada na etapa precedente, uma zona de transição que compreende geralmente uma espira entre a segunda zona e um segmento da primeira zona da antena radiante.

[0080] A passagem da primeira zona para a segunda zona se traduz por uma variação do diâmetro de enrolamento do fio acompanhada eventualmente por uma variação do passo de hélice. Para determinar essa zona de transição, convém empregar por exemplo uma câmera que é focalizada sobre algumas espiras da mola helicoidal. Idealmente é apresentada uma extremidade da mola helicoidal e a mola helicoidal é deslocada de acordo com seu eixo de revolução U diante do campo da câmera. Um software de tratamento de imagens ou o olho humano permite observar o diâmetro de enrolamento da mola como sendo o cilindro circunscrito na mola helicoidal de eixo de revolução U. É determinada assim a variação do diâmetro do cilindro que corresponde à zona de transição entre duas zonas onde o diâmetro de enrolamento é constante.

[0081] É determinada em seguida a última espira da zona de transição que está em contato com a segunda zona da mola helicoidal onde o diâmetro de enrolamento é D2. Para isso é deslocada de novo por idas e voltas sucessivas a mola helicoidal ao longo do eixo de revolução U diante do campo da câmera.

[0082] Em relação a uma reta de dobragem da mola definida na máquina sobre a qual é montada a mola helicoidal, convém posicionar uma extremidade radialmente exterior da última espira da zona de transição sobre a reta de dobragem. Para isso, convém ao mesmo tempo mover a mola helicoidal de acordo com uma direção de acordo com o eixo de revolução U da mola. Eventualmente, é preciso mover transversalmente a mola a fim de que a zona de dobragem tangencie o cilindro circunscrito na mola helicoidal ao nível da zona de transição. Enfim, é preciso fazer a mola girar em torno de seu eixo de revolução U até uma posição na qual uma extremidade da última espira se encontre sobre a reta de dobragem. A posição da mola helicoidal é então bloqueada em rotação e deslocamento.

[0083] É lançado o ciclo da máquina que provoca a dobragem do segmento da primeira zona da mola helicoidal em relação ao resto da mola helicoidal em torno da reta de dobragem que é perpendicular ao eixo de revolução U. Essa dobragem de um ângulo, classicamente de 90º para as presentes aplicações nas quais o diâmetro do cilindro circunscrito na parte eletrônica é próximo do diâmetro interior da segunda zona da antena radiante, permite gerar uma abertura ao nível da extremidade da segunda zona da mola helicoidal. O diâmetro inscrito dessa abertura é superior ou igual ao diâmetro do cilindro circunscrito na parte eletrônica que permite a inserção fácil da parte eletrônica.

[0084] A parte eletrônica é introduzida na segunda zona da antena radiante por intermédio da abertura. A extremidade axial da parte eletrônica de acordo com o eixo principal do cilindro circunscrito na parte eletrônica deve estar situada a uma distância inferior ao passo de hélice da segunda zona da mola helicoidal acima de um plano especial. Esse plano do qual a norma é o eixo de revolução da parte da mola helicoidal bloqueada na máquina passa pelo ponto de dobragem. Assim, a parte eletrônica, uma vez que ela está inerida na segunda zona da antena radiante não dificulta de forma nenhuma o dobramento do segmento da primeira zona da antena radiante. Idealmente, a parte eletrônica está inteiramente embaixo do plano especial.

[0085] A mola helicoidal é dobrada de novo ao nível do ponto de dobragem de um segundo ângulo oposto ao primeiro ângulo em torno do eixo perpendicular ao eixo de revolução da parte da mola helicoidal bloqueada na máquina. A amplitude desse ângulo é aqui de cerca de 105 graus para um fio feito de aço doce com diâmetro de 0,225 mm. A amplitude é pelo menos igual ou superior à amplitude do primeiro ângulo. Os eixos de revolução da parte bloqueada da mola helicoidal e da parte livre da mola helicoidal são então colineares. Nesse caso, a primeira dobragem do segmento da primeira zona provoca uma plastificação localizada do aço ao nível do ponto de dobragem. Para assegurar que a mola final apresente um eixo de revolução de forma reta, convém plastificar a zona em torno do ponto de dobragem por ocasião da segunda dobragem o que provoca um aumento do segundo ângulo de dobragem.

[0086] A antena radiante assim constituída munida de sua parte eletrônica perfeitamente posicionada no interior representa o transponder de radiofrequência de acordo com a invenção. Opcionalmente, a introdução da parte eletrônica na segunda zona da mola helicoidal é feita por uma colocação em apoio da segunda extremidade axial da parte eletrônica sobre uma espira da segunda zona de transição entre as primeira e segunda zonas da mola helicoidal. Essa colocação em apoio assegura ao mesmo tempo o posicionamento axial da parte eletrônica dentro da mola helicoidal e uma coaxialidade da antena primária da parte eletrônica com a mola helicoidal.

[0087] A figura 5 apresenta um adesivo de identificação 2 que compreende um transponder de radiofrequência 1 de acordo com a invenção embutido em uma massa flexível 3 feita de material elastomérico isolante eletricamente representado pelas placas 3a e 3b. O transponder de radiofrequência 1 é geralmente posicionado no meio do adesivo 2 a fim de maximizar a menor distância entre a primeira zona 101 da antena radiante 10 e a superfície externa do adesivo de identificação 2.

[0088] No caso em que a relação entre o passo de hélice e o diâmetro de enrolamento do laço da primeira zona 101 da antena radiante 10 é aumentado reduzindo para isso o diâmetro de enrolamento do fio de aço, o volume ocupado pelo transponder de radiofrequência 1 dentro da massa 3 feita de material elastomérico é diminuído.

[0089] Isso permite, em uma primeira aplicação, reduzir a espessura de cada uma das placas 3a e 3b do adesivo de identificação 2 conservando assim a mesma distância entre a superfície externa do adesivo de identificação 2 e a primeira zona 101 da antena radiante 10. Essa redução da espessura do adesivo de identificação 2 facilitará sua introdução dentro de um objeto a identificar ao mesmo tempo em que conserva o mesmo potencial de isolamento elétrico. Em uma segunda aplicação, isso permite aumentar a distância entre a primeira zona 101 da antena radiante 10 e a superfície externa do adesivo de identificação 2. Essa segunda aplicação permite melhorar o desempenho radioelétrico e portanto o desempenho de comunicação do transponder de radiofrequência 1 colocado dentro do adesivo de identificação 2. De fato, o isolamento elétrico do adesivo 2 é proporcional à distância entre a primeira zona 101 da antena radiante 10 e a superfície externa do adesivo 2. O funcionamento radioelétrico do transponder de radiofrequência 1 é melhorado, ou igual se essa distância atingiu sua assimptota de eficácia, por um melhor isolamento elétrico do adesivo de identificação 2.

[0090] A figura 6 é um gráfico da potência elétrica transmitida por transponders de radiofrequências passivos situados cada um deles no interior de um envoltório pneumático de marca Michelin XINCITY de dimensão 275/70 R22.5 para um leitor de radiofrequência externo. A frequência de comunicação dos transponders de radiofrequências é centrada em 915 MHz. O protocolo de medição empregado corresponde à norma ISO/IEC 18046-3 intitulado “Identification Eletromagnetic Field Threshold and Frequency Peaks”. As medições foram efetuadas para uma varredura em frequência ampla e não pontualmente como habitualmente. O eixo das abscissas representa a frequência do sinal de comunicação. O eixo das ordenadas é a potência elétrica recebida pelo leitor de radiofrequência expressa em decibel relativamente à potência elétrica máxima transmitida por um transponder de radiofrequência atual do estado da arte. A curva em pontilhado 1000 representa a resposta de um transponder de radiofrequência de acordo com o documento citado. A curva em contínuo 2000 representa a resposta de um transponder de acordo com a invenção para um mesmo sinal emitido pelo leitor de radiofrequência. É notado um ganho de cerca de dois decibéis em favor do transponder de radiofrequência de acordo com a invenção na frequência de comunicação do leitor de radiofrequência. O ganho permanece da ordem de pelo menos um decibel em uma faixa de frequência ampliada em torno da frequência de comunicação.

[0091] A figura 7 é um sinóptico de um processo de fabricação de um adesivo de identificação 2 de acordo com a invenção. A obtenção do adesivo de identificação 2 necessita a fabricação inicial de um transponder de radiofrequência 1 de acordo com a invenção. As diversas etapas cronológicas da fabricação do transponder de radiofrequência 1 e depois aquelas do adesivo de identificação 2 estão identificadas. São nitidamente delimitadas as etapas ligadas aos ofícios das telecomunicações ou da eletrônica daquelas da montagem que pode ser realizada pelo fabricante de pneumático por exemplo para uma aplicação em cintas pneumáticas.

[0092] Se apoiando na figura 7 que representa um sinóptico de fabricação de um adesivo de identificação 2, são distinguidas três fases independentes e sucessivas.

[0093] Em uma primeira fase, que corresponde ao oficio das telecomunicações, é constituída a antena radiante 10 que assegurará a transmissão e a recepção das ondas radioelétricas com o leitor de radiofrequência externo.

[0094] De acordo com um modo de realização específico, a primeira etapa consiste em deformar plasticamente o fio de aço 12 com diâmetro externo de 20 micrômetros, mas é possível também tomar diâmetros de fio de 50, 100, 150 ou 250 micrômetros, para formar a mola helicoidal com o auxílio de meios industriais adaptados tal como um torno de enrolar as molas. No caso presente, é possível modificar o passo de hélice da mola helicoidal entre cada laço da mola, esse último podendo ser inferior a 4 milímetros. Do mesmo modo para cada laço da mola helicoidal, é possível modificar o diâmetro de enrolamento da mola helicoidal entre 0,6 e 2 milímetros. É obtida assim uma molda com o diâmetro de enrolamento variável que é pequeno com relação ao comprimento da antena radiante final compreendido entre 30 e 50 milímetros que se deseja, por exemplo 40 milímetros. Um tratamento térmico pode ser aplicado depois dessa etapa de deformação plástica, aquecimento superior a 200º Celsius durante pelo menos 30 minutos, a fim de relaxar as pré- tensões na mola helicoidal assim formada.

[0095] A segunda etapa consiste em seccionara mola helicoidal por corte a laser no comprimento desejado que corresponde ao meio comprimento de onda da frequência dos sinais radioelétricos de comunicação levando para isso em consideração a velocidade de propagação dessas ondas em um meio elastomérico, ou seja cerca de 40 milímetros. A peça mecânica assim obtida representa a antena radiante 10 de acordo com a invenção.

[0096] De acordo com um modo de realização específico, o primeiro laço realizado é unido com o laço contíguo e o mesmo acontece com os dois últimos laços da antena radiante. Para isso, convém previamente conhecer o comprimento da antena radiante que se deseja obter para criar esses dois laços de terminação com o comprimento certo da mola helicoidal de tal modo que a antena radiante final, depois de relaxamento das pré-tensões, esteja com o comprimento certo desejado.

[0097] Em uma segunda fase, a parte eletrônica do transponder de radiofrequência é realizada, ele assegurará a interrogação e a resposta do chip eletrônico para a antena radiante. A transmissão de informação entre a antena radiante e a parte eletrônica é realizada por acoplamento eletromagnético com o auxílio de uma antena primária.

[0098] Esse dispositivo eletrônico, encapsulado na massa rígida, compreende por um lado um chip eletrônico e por outro lado uma antena primária.

[0099] Em um primeiro modo de realização desse dispositivo eletrônico, é empregado o processo leadframe em matéria de suporte eletromecânico à antena primária e ao chip eletrônico que representa o equivalente de um circuito impresso. Esse processo é especialmente bem adaptado nessa configuração em razão de sua facilidade de miniaturização.

[00100] A primeira etapa consiste em compor a placa eletrônica. Para isso é fixado, em primeiro lugar, sobre a grade ou leadframe o chip eletrônico com o auxílio de uma cola condutora, por exemplo a H20E da marca Tedella. E a conexão elétrica por fio do chip é efetuada pela técnica de wire-bonding, quer dizer a realização de uma ponte elétrica por intermédio, por exemplo, de fios feitos de ouro com diâmetro de 20 micrômetros entre o chip eletrônico e o circuito impressão representado pela grade. É possível então medir a impedância elétrica da placa eletrônica nos pontos de fixação da antena primária sobre a grade com o auxílio de um aparelho elétrico adaptado como um impedanciômetro.

[00101] A segunda etapa consiste em realizar a antena primária. Em um modo de realização, essa antena será constituída por uma bobina de espiras circulares construída diretamente sobre a grade (lead frame) pela tecnologia da ligação por fio (wire-bonding). Uma outra variante de antena primária consiste em criar uma antena com o auxílio de dois segmentos filares de cobre conectados à placa eletrônica por meio de uma técnica de soldadura metálica empregada na indústria eletrônica e orientados em direções opostas para formar um dipolo. Para a construção da bobina de espiras sobre a grade, um fio feito de ouro de 20 micrômetros de diâmetro será empregado, teria sido possível empregar também fio de alumínio ou de cobre paládio, para realizar as meias espiras da bobina na face verso da grade. O diâmetro da meia espira é de 400 micrômetros, é empregada a técnica dos ultrassons clássica na indústria dos semicondutores para conectar eletricamente os fios de ouro sobre a grade. Em seguida sobre a face reto da grade, é realizada a outra meia espira a fim de obter uma bobina cilíndrica de 15 espiras com diâmetro de 400 micrômetros.

[00102] O número de espiras da antena primária é determinado de tal modo para que a impedância elétrica da antena primária seja adaptada à impedância elétrica da placa eletrônica que compreende pelo menos o circuito impresso representado pela grade e pelo chip eletrônico. No caso presente. A impedância elétrica do chip eletrônico sozinha é um número complexo que tem um valor por exemplo de (10-j*150) ohms. Assim, uma boina de 15 espiras com diâmetro de 400 micrômetros corresponde a uma boa adaptação da impedância elétrica da placa eletrônica construída sobre uma grade de conexões feita de cobre.

[00103] A última etapa de realização da parte eletrônica consiste em encapsular o circuito impresso, os componentes que estão conectados a ele e a antena primária com o auxílio de uma resina epóxi alta temperatura, dentro de uma massa rígida. Para isso, é utilizada a tecnologia do globtop bem conhecida por um profissional. A massa rígida forma uma capsula que protege a placa eletrônica do transponder de radiofrequência.

[00104] Em um outro modo de realização do dispositivo eletrônico começa-se primeiro pela realização da antena primária 24 com o auxílio de um fio de cobre de 180 micrômetros revestido com uma bainha termoplástica isolante eletricamente. Esse fio é enrolado sobre um núcleo tubular rígido e isolante eletricamente realizando assim uma bobina de uma dezena de espiras com diâmetro exterior de 1 milímetro com um passo de hélice de 0,2 milímetro que se termina por duas extremidades não revestidas. É nesse caso possível avaliar a superfície periférica real s da antena primária com o auxílio do diâmetro do fio de cobre, do diâmetro exterior da antena, do passo de hélice e do número total de espiras. Nesse caso, o raio da superfície helicoidal é de 500 micrômetros.

[00105] A placa eletrônica é realizada com o auxílio de um suporte flexível. Em uma primeira variante, o chip eletrônico é fixado com o auxílio de uma cola condutora de tipo ACP (acrônimo de Anisotropic Conductive Paste) não necessitando de conexão elétrica entre o chip e a placa eletrônica. Em uma segunda variante, o chip eletrônico é fixado com o auxílio de uma cola não condutora de montagem de componentes eletrônicos. A conexão do chip com a placa eletrônica é efetuada pela técnica de wire- bonding, quer dizer a realização de uma ponte elétrica por intermédio, por exemplo, de fios feitos de ouro com diâmetro de 20 micrômetros posicionados entre o chip eletrônico e o suporte flexível que representa o circuito impresso.

[00106] Em seguida, as duas extremidades não revestidas da antena primária 24 são conectadas ao circuito impresso 26 utilizando para isso uma cola condutora, por exemplo a H20E da marca Tedella.

[00107] Enfim a placa eletrônica e as terminações não revestidas da antena primária são recobertas com um material rígido e isolante eletricamente de tipo resina epóxi alta temperatura pela técnica globtop bem conhecida pelos profissionais.

[00108] A terceira fase da realização do transponder de radiofrequência consiste em unir a parte eletrônica realizada na segunda etapa com a antena radiante realizada na primeira etapa.

[00109] Primeiramente segura-se com o auxílio de um alicate de ponta longa adaptado a parte eletrônica inscrita em um cilindro cujo diâmetro é inferior ou igual ao diâmetro interno da antena radiante 10 realizada na primeira etapa, ou seja da ordem do milímetro.

[00110] A parte eletrônica é inserida no interior da antena radiante posicionando para isso o eixo de simetria da antena primária na direção do eixo de revolução da antena radiante. Além disso, a parte eletrônica 20 é enfiada na antena radiante até que o plano mediano da antena primária coincida com o plano mediano da antena radiante. Em seguida a parte eletrônica é liberada do alicate de ponta longa e o alicate é retirado delicadamente do interior da antena radiante.

[00111] Uma autocentragem, paralelismo dos eixos e posição relativa dos planos medianos entre a antena radiante e a antena primária, é assim realizada, que é favorável a um acoplamento indutivo de qualidade entre as duas antenas.

[00112] O conjunto assim constituído representa um transponder de radiofrequência de acordo com a invenção.

[00113] A última etapa, uma vez que o transponder de radiofrequência foi realizado, é a obtenção de um adesivo de identificação para facilitar uma colocação em aplicação do transponder de radiofrequência em objetos a identificar em parte constituídos por misturas elastoméricas.

[00114] O transponder de radiofrequência constituído na etapa precedente é posicionado no centro de uma massa flexível. Como por exemplo ilustrado na figura 5, o transponder de radiofrequência 1 é tomado em sanduiche entre duas placas 3a e 3b feitas de material elastomérico cru com dimensões em função da dimensão do transponder de radiofrequência 1 e uma espessura compreendida por exemplo entre 2 e 5 milímetros. A direção longitudinal das placas corresponde ao eixo da antena radiante 10. O conjunto se situa previamente sobre a face interna de uma matriz metálica de uma ferramenta de prensa com dimensão adaptada ao volume de massa elastomérica.

[00115] É aplicado com o auxílio de um punção metálico complementar da matriz, um esforço de compressão por meio de uma ferramenta de prensa, por exemplo uma prensa uniaxial pneumática, com comprimento por exemplo de 60 milímetros, inscrita dentro de um cilindro com diâmetro de cerca de 20 milímetros que corresponde a um adesivo de identificação do transponder de radiofrequência de acordo com a invenção.

[00116] Outros processos podem ser empregados para incorporar o transponder de radiofrequência 1 dentro de uma massa de uma ou várias misturas elastoméricas como por exemplo o processo de extrusão ou de injeção.

[00117] Em um modo de realização especial, são empregados promotores de adesão bem conhecidos pelo profissional entre a massa rígida feita de resina epóxi alta temperatura que encapsula a parte eletrônica do transponder de radiofrequência e a mistura elastomérica do adesivo de identificação. Isso pode melhorar a resistência do transponder de radiofrequência em serviço.

[00118] Finalmente, a execução industrial de um transponder de radiofrequência, de acordo com a invenção para um objeto a identificar tal como uma cinta pneumática pode ser efetuada de acordo com pelo menos dois modos de realização. Em um primeiro modo de realização preferencial, basta incorporar o transponder de radiofrequência ou o adesivo de identificação feito de mistura elastomérica crua dentro de um esboço do pneumático por ocasião da confecção da cinta pneumática. O transponder ou o adesivo de identificação é colocado geometricamente entre os diversos componentes elastoméricos do esboço cru da cinta pneumática. Idealmente, ele é posicionado em uma zona geográfica que é submetida a níveis de deformações aceitáveis para que a antena radiante 10 não seja deformada plasticamente. O esboço é submetido às diversas fases de fabricação do pneumático entre as quais o cozimento em autoclave que vulcaniza as diferentes misturas elastoméricas e que trona solidário o transponder ou o adesivo de identificação da cinta pneumática assim realizada. O transponder de radiofrequência está então pronto para o uso.

[00119] Um outro modo de realização preferencial consiste em bloquear a estrutura elastomérica do adesivo de identificação por reticulação ou vulcanização no decorrer de uma etapa posterior à fabricação do adesivo de identificação. O dispositivo obtido depois dessa operação é fixado em uma zona de recepção da cinta pneumática por uma técnica clássica de fixação elastômero/elastômero conhecida pelo profissional como por exemplo a adesão por reticulação a frio de uma camada de goma de ligação sobre a goma interior da cinta pneumática. O transponder de radiofrequência do pneumático está então pronto para o uso.

Claims

REVINDICAÇÕES

1. Transponder de radiofrequência (1) de tipo passivo destinado a ser integrado a uma massa feita de mistura elastomérica que compreende: - uma antena radiante (10) dipolo constituída por uma mola helicoidal monofilamento que apresenta um eixo de revolução (11), um diâmetro de enrolamento (D1, D2), um passo de hélice (P1, P2), um plano mediano (19) e um diâmetro de fio que definem diâmetros interior (13) e exterior (15) da antena radiante (10), cujo comprimento (L0) é adaptado para se comunicar em uma faixa de frequência com um leitor de emissão por radiofrequência e - uma parte eletrônica (20) situada no interior da antena radiante (10) que compreende: i. um chip eletrônico; ii. uma antena primária conectada eletricamente ao chip eletrônico e acoplada eletromagneticamente à antena radiante (10); iii. a dita antena primária apresentando um eixo substancialmente paralelo ao eixo de revolução (11) da antena radiante (10); iv. a dita antena primária apresentando um plano mediano (21) que é substancialmente superposto com o plano mediano (19) da antena radiante (10); e v. a dita antena primária é circunscrita em um cilindro cujo eixo de revolução é paralelo ao eixo da antena primária e cujo diâmetro é superior ou igual a um terço do diâmetro interior da antena radiante (10) situada perpendicularmente à antena primária; caracterizado pelo fato de que, para uma primeira zona (101, 101a, 101b) da antena radiante (10) na qual a antena radiante (10) não está situada perpendicularmente à parte eletrônica (20), a relação entre o passo de hélice (P1) e o diâmetro de enrolamento (D1) para pelo menos um laço da mola helicoidal é superior a 0,8.

2. Transponder de radiofrequência (1) de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a relação entre o passo de hélice (P1) e o diâmetro de enrolamento (D1) de cada laço da mola helicoidal na primeira zona (101, 101a, 101b)

da antena radiante (10) é inferior a 3.

3. Transponder de radiofrequência (1) de acordo com a reivindicação 1 ou 2, caracterizado pelo fato de que os dois últimos laços na primeira zona (101, 101a, 101b) da antena radiante (10) situada axialmente, o mais exteriormente em relação à parte eletrônica (20) são unidos em pelo menos uma volta.

4. Transponder de radiofrequência (1) de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 3, caracterizado pelo fato de que a antena primária é conectada aos terminais de uma placa eletrônica que compreende o chip eletrônico, a impedância elétrica da antena primária é adaptada à impedância elétrica da placa eletrônica.

5. Transponder de radiofrequência (1) de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 4, caracterizado pelo fato de que o chip eletrônico e pelo menos uma parte da antena primária são embutidos em uma massa (30) rígida e isolante eletricamente.

6. Transponder de radiofrequência (1) de acordo com a reivindicação 5, caracterizado pelo fato de que a pelo menos uma parte da antena primária não embutida na massa rígida é revestida com um material isolante eletricamente.

7. Transponder de radiofrequência (1) de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 6, caracterizado pelo fato de que para uma segunda zona (102) da antena radiante (10) na qual a antena radiante (10) está situada perpendicularmente à parte eletrônica (20), a relação entre o passo de hélice (P2) e o diâmetro de enrolamento (D2) para cada laço da mola helicoidal é inferior ou igual a 0,8.

8. Transponder de radiofrequência (1) de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 7, caracterizado pelo fato de que a geometria da parte eletrônica do transponder de radiofrequência é inscrita em um cilindro do qual o diâmetro é inferior ou igual ao diâmetro interior (13) da antena (10) e do qual o eixo de revolução é paralelo ao eixo de revolução (11) da antena radiante (10).

9. Transponder de radiofrequência (1) de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 8, caracterizado pelo fato de que a comunicação por radiofrequência com o leitor de emissão de radiofrequência é efetuada na faixa das

UHF.

10. Transponder de radiofrequência (1) de acordo com a reivindicação 9, caracterizado pelo fato de que a comunicação por radiofrequência com o leitor de emissão de radiofrequência é efetuada na faixa compreendida entre 860 e 960 MHz.

11. Transponder de radiofrequência (1) de acordo com reivindicação 10, caracterizado pelo fato de que o comprimento (L0) da antena radiante (10) é compreendido entre 30 e 50 milímetros.

12. Transponder de radiofrequência (1) de acordo com qualquer uma das reivindicações 9 a 11, caracterizado pelo fato de que o diâmetro de enrolamento (D1) da antena radiante (10) na primeira zona (101, 101a, 101b) da antena radiante (10) é compreendido entre 0,6 e 2,0 milímetros.

13. Transponder de radiofrequência (1) de acordo com qualquer uma das reivindicações 9 a 12, caracterizado pelo fato de que o passo de hélice (P1) de pelo menos um laço da antena radiante (10) na primeira zona (101, 101a, 101b) da antena radiante (10) é compreendido entre 1 e 4 milímetros.

14. Transponder de radiofrequência (1) de acordo com qualquer uma das reivindicações 9 a 13, caracterizado pelo fato de que o diâmetro do fio (12) da antena radiante (10) é compreendido entre 0,05 e 0,25 milímetros.

15. Adesivo de identificação (2) que compreende um transponder de radiofrequência (1) do tipo definido em qualquer uma das reivindicações 1 a 14, caracterizado pelo fato de que o transponder de radiofrequência (1) é embutido em pelo menos uma mistura elastomérica (3) flexível e isolante eletricamente.