CN101432153B - 用于将模块固定在轮胎内壁上的装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种将模块固定在轮胎内壁上的装置。根据本发明，该装置由紧固到轮胎的支承部和柔性条带组成，所述支承部包括用于固定所述条带的装置，所述条带的端部具有用于连接模块的至少两个独立装置，以及所述条带具有使所述模块固定不动的装置。

Description

用于将模块固定在轮胎内壁上的装置

技术领域

本发明涉及一种用于将模块固定在轮胎内壁上的装置，并且特别涉及一种用于固定电子模块的装置。

背景技术

电子模块在轮胎中的使用提供了多种用途，包括获取、存储和/或传输信息，用来监孔轮胎的使用、以及特别地提供关于轮胎使用寿命过程中轮胎性能变化的信息。

这种电子模块包括被动部件(例如标识或者RFID芯片)和/或连接到自主动力供应系统的主动部件，例如电池或者其它感应耦合系统。这些电子模块被设计成通过无线电波与例如作为用户界面的外界模块交换信息，所述无线电波的频率和功率经过细致调整从而与特定的传输协议相一致。电子模块也被设计成存储信息，从而被随后询问，用于分析轮胎的磨损。电子模块一般设置在弹性或刚性的保护罩内部，所述保护罩能够保护电子元件免受震动以及轮胎中的环绕气氛和轮胎的环境，所述环绕气氛特别地由于流体(例如抗氧化或抗刺穿目的)的存在而产生。

一旦轮胎被安装到车轮上，这种电子模块特别地被固定到由轮胎形成的空腔的内侧。为了实现这些，电子模块可被放置在多个支承部上面。这样，电子模块可以被固定到阀、固定到轮辋、固定或者连结到轮胎内壁或者结合在轮胎的部件中。根据轮胎类型、轮胎经受的应力、用于电子模块的能量源类型、监控所需信息以及在养护情况下需要的可达性而从这些解决方法中选择一个出来。本发明涉及将电子模块固定在轮胎内壁上的情况。

当电子模块由此结合到轮胎时，所选择的固定模式必须确保无论轮胎的旋转速度以及使用条件如何都能将模块保持在位。

满足这些需要的固定方案已经在例如公开文献EP0936089、US6255940、US6462650或者WO2005/044600中被描述，所述文献描述了用于将模块固定在轮胎内壁上的系统。这些装置由弹性支承部组成，所述支承部的一个表面用于结合到轮胎内壁，并且另一个表面具有固定装置，该固定装置与设置在模块上的连接装置相结合。

尽管并不局限于下述应用类型，但是本发明特别参照一种厚度为2cm或更大以及长度至少等于4cm以及宽度至少等于2cm的电子模块被描述，这些电子模块将被嵌入到轴向宽度大于37英寸、用于倾翻式车辆的轮胎中。

在这种类型的车辆、特别是用在矿井或采石场中运送负荷的情况下，与轮胎滚动时所支撑的负荷相联系的轮胎尺寸会产生大约30％的轮胎挠曲。由于动态过载，这些轮胎会特别地经受超过50％的负荷增加，所述动态过载在负荷型车辆或其它车辆的情况下与刹车相联系或者与倾翻式车辆驶过路面的变形相联系。

当所述轮胎从无负荷状态变化到在标称负荷以及压力条件下的静态负荷状态时，轮胎的挠曲由轮胎的径向变形或者径向高度的变化所确定。

它以相对挠曲的形式进行表示，该相对挠曲由轮胎径向高度的变化与轮胎外径和在锁圈槽上测量的轮辋最大直径之间差值的一半的比率所确定。轮胎的外径是在标称压力下的无负荷状态下静态地进行测量。

轮胎由此在这个区域经受径向压力。这些压力与纵向压力相结合，特别是由于接触范围的区域中轮胎的辐射(deradialization)。这些应力的结合尤其导致了轮胎壁的变形。

这些与例如电子模块(诸如上面所述的那些具有相对较大厚度的电子模块)相联系的变形需要固定装置更加适合于确保固定的长久性。这是因为由于与模块类型和轮胎类型相联系的特别高的应力，因此前述装置具有弱点。

发明内容

发明者由此被赋予确定一种用于固定电子模块的装置的任务，该装置确保了所述固定的长久性，包括如上所述的模块具有至少2cm厚度的情况，该模块被固定在经受大约30％挠曲的轮胎中。

根据本发明，该目的通过一种将模块固定在轮胎内壁上的装置实现，所述装置由紧固到轮胎的支承部以及柔性条带组成，该支承部包括用于固定所述条带的装置，所述条带的端部具有用于连接所述模块的至少两个独立装置，以及所述条带具有用于使模块固定不动的装置。

很明显，根据本发明所述的装置能够有效地将模块保持在位，包括当轮胎使用时经受高应力的情况。实际上似乎是条带的柔性特性确保紧固在轮胎中的模块的长久性，该特性使条带能够特别地吸收与通过独立装置的连接相联系的某些应力，允许由负荷产生的应力至少局部地分布。还显示出从安装模块的角度以及将模块保持在位的角度来看，这种类型的紧固特别良好地适用于相对较厚的模块。

根据一个优选实施例，柔性条带是可取下的。这样具有了一个与生产有关的优点，因为可以通过两个步骤来准备或生产该装置：安装支承部，所述支承部紧固到轮胎上，接下来安装条带。此外，还允许条带出于任何原因而被替换，而支承部被保留。

根据本发明一个有利实施例，用于将条带固定到支承部的装置通过支承部中的两个开口获得，该两个开口形成通道并且允许条带通过该通道。该实施例由于其结构简化性以及其使用而特别地有利。支承部中的开口可例如在制造所述支承部时就被制造出来。当支承部由聚合材料如橡胶制成时，在橡胶的交联或硫化过程中设置嵌入件，橡胶不粘附到嵌入件，所述嵌入件随后被移除从而呈现出形成所述通道的两个开口。

优选地，根据本发明，用于连接柔性条带各个端部的装置是与设置在模块上的装置互补的装置。这样的实施例尤其能够使模块的连接阶段简化。

同样优选地，用于连接条带各个端部的装置是开口。该柔性条带的优选实施例允许所述条带的一端被连接到模块的突出部上。

在本发明的一个有利实施例中，用于使模块固定不动的装置是由所述条带施加的力。

根据第一实施例，由所述条带施加的力是弹性回复力。根据该实施例，一旦所述模块被连接，被实现了模块的固定不动。

根据第二实施例，由所述条带施加的力通过条带的热收缩获得。为了达到此目的，条带有利地由合适材料制成，并且一旦模块被连接，条带被加热。

本发明的一个优选结构变体还提得所述支承部由交联到轮胎上的聚合材料制成。同时有利地，支承部的交联与轮胎的交联(特别是硫化)同时进行。根据本发明的这个结构变体，具有支承部的轮胎的制造被更快速地进行，以及支承部被完美地紧固到轮胎的内壁上。

同时有利地，柔性条带由聚合材料形成。有利地，该材料并未被加强，从而确保条带是柔性的并且由条带施加的固定不动力与本发明相一致。

附图说明

接下来通过参考图1到3而对本发明示意性实施例进行描述，本发明的其它细节和有利特征将显现出来，其中：

图1是根据本发明的装置的示意图；

图2a到2c是根据本发明的装置的第一实施例的示意图；以及

图3a到3c是根据本发明的装置的第二实施例的示意图；

具体实施方式

附图没有按比例绘制，目的是易于理解。

图1显示了使用固定装置3固定在轮胎内壁上2的电子模块1。固定装置3本身由紧固到轮胎上的支承部4组成，所述支承部设置有两个开口5，柔性条带6穿过所述开口5。

支承部4可在制造轮胎时形成，构成支承部4的一个或多个橡胶层被放置在适当位置并且与轮胎的固化同时地被固化。两个开口5可通过在固化过程中将元件放置在适当位置而形成。这种元件由本领域技术人员公知的、并且不与橡胶粘附的任意材料制成，该元件被嵌入到两个橡胶层之间、并且元件端部被定位成获得所需的两个开口。

根据另一个实施例，支承部4可通过预先模制由橡胶制成、并且在轮胎固化前附着到轮胎上。支承部4随后被固化、并且通过在支承部4和轮胎之间施加交界面而获得结合，使得在轮胎被固化同时在支承部与轮胎之间实现结合。

根据最后一个实施例，支承部4可通过仅仅经受局部固化的预先模制由橡胶制成，局部固化可以保存基部，即，支承部将要与轮胎相接触的部分，该部分是非交联的。由此获得的支承部在轮胎固化之前被放置在轮胎上，并且在轮胎固化过程中获得支承部与轮胎之间的结合。然而，根据该实施例，需要谨慎限定预制的、并且局部交联的支承部的保存时间。

支承部4最好由未加强的橡胶制成，从而更有效地支撑所有轮胎变形。然而，如果需要具有加强元件，那么该加强元件最好为弹性加强元件。

柔性条带6同样由未加强的橡胶制成，并且在其各个端部具有用于连接电子模块1的装置。柔性条带6独立地制造并且在安装电子模块1时被添加。所述条带滑动进入一个开口5中、并从另一个开口中露出，从而使支承部4位于两个开口5之间的上部部分形成了保持柔性条带6的通道，形成了由电子模块1的顶部所封闭的环。

电子模块1具有测量头7，例如用于在其顶部的压力测量。为了确保无干扰的测量，测量头7最好不被与柔性条带6相联系的连接装置所覆盖。由于柔性条带6的各个端部具有连接装置，因此能够固定模块而不会覆盖电子模块1的测量头7。

图2和图3显示了本发明的两个示意性实施例。

在图2a和2b中，电子模块21以及柔性条带26的端部分别以侧视图和顶视图显示。条带26的各个端部通过测量头27处的连接而紧固到模块21但是没有覆盖所述测量头27。如图2c所示，条带26的端部分别具有基本上为测量头27的尺寸的开口28。在图2所示的情况下，测量头是圆形的，开口28也是圆形的、并且开口28的直径基本上等于测量头的直径。

试验显示出这种装置提供了模块的良好连接。由未加强橡胶制成的条带26有利地具有弹性特性，该弹性特性与连接系统相结合足以使电子模块21固定不动。滚动试验实际地显示，当轮胎经过石头路面时由于变形而经受较大压力时，电子模块保持在位、并且固定装置不会损坏。

根据本发明的第一结构变体，柔性条带26任意地包括覆盖有维可牢(Velcro)织物型材料的多个区域，用于在这两个端部的重叠区域内将条带26的一端连接到另一端。这种维可牢连接尤其可以在测量头的任意侧被看到。这种选择的优点在于不会使一端松开，并且由此更好地将其保持在位并且防止它在轮胎变形过程中与测量头27脱离。同时，也可允许所施加的应力进行分布，从而使模块21固定不动。根据另一个选择，柔性条带26由维可牢织物型材料制成，用于在这两个端部的重叠区域内手动地连接端部。

图3a，3b和3c显示了根据本发明的固定装置的结构变体，该固定装置设计成用于固定电子模块31，所述电子模块31具有附属部39，从而通过开口38连接到柔性条带36的端部。

根据这个结构变体，试验已经给出与前面情况极为类似的结果。该方案的优点在于当连接条带36时，永远不会接触或者甚至擦伤测量头37。

在40.00R57尺寸的轮胎上进行试验，该轮胎安装到CAT793型车辆上，所述轮胎中固定有压力传感型模块，该模块外部尺寸为：长度9cm、宽度5cm以及厚度3cm。

该模块通过图2所描述的装置固定，在轮胎制造过程中，支承部被固定在轮胎内壁上。由于支承部由橡胶制成，因此支承部可以与橡胶同时被硫化。模块随后使用橡胶条带固定，该条带的两端连接到测量头。端部通过各个端部上的维可牢织物而被固定在一起。

在具有石头和车辙的路面上进行滚动试验，这是复制装配到车辆上的轮胎在矿山中行进会遇到的路面。在动态过载下，滚动过程中观察到的挠曲可达到50％。

所获得的结果能够确定根据本发明的固定装置的有效性，特别涉及到滚动时整个过程上的保持性。

Claims (8)

1.一种将模块固定到轮胎内壁上的装置，其特征在于，所述装置由紧固到轮胎的支承部和柔性条带组成，所述支承部包括用于固定所述条带的装置，所述条带的端部具有用于连接所述模块的至少两个独立装置，所述条带施加力以使所述模块固定不动。

2.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述柔性条带是可取下的。

3.如权利要求1或2所述的装置，其特征在于，所述用于连接所述模块的至少两个独立装置是与设置在所述模块上的装置互补的装置。

4.如权利要求3所述的装置，其特征在于，所述用于连接所述模块的至少两个独立装置是开口。

5.如权利要求1所述的装置，其特征在于，由所述条带施加的力是弹性回复力。

6.如权利要求1所述的装置，其特征在于，由所述条带施加的力通过所述条带的热收缩获得。

7.如权利要求1或2所述的装置，其特征在于，所述支承部由交联在轮胎上的聚合材料制成。

8.如权利要求1或2所述的装置，其特征在于，所述柔性条带由聚合材料形成。

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