CN101432154B - 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，该装置由固定到轮胎的支承部组成，所述支承部具有紧固到支承部的至少两个独立条带、以及使模块固定不动的装置，并且所述条带被径向地定向。

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长度为12cm或更长的电子模块被描述，该电子模块将被嵌入到用于民用工程型车辆的轮胎中，所述轮胎的轴向宽度大于18英寸并且在倾翻式车辆的情况下该轮胎的轴向宽度可达到63英寸。

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根据轮胎尺寸产生大约20％到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(诸如上面提到的那些具有相对较大长度的电子模块)的存在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。此外，通常将这种模块定位在轮胎中的这些区域，目的是避开胎冠区域，以尽可能限制任何故障或者由于存在胎冠加强件的金属加强元件导致的干涉。只有胎体加强件的金属加强元件与固定到这些区域的所述模块的适当操作之间存在相互干涉。

发明内容

发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12cm长度的情况，该模块被固定到经受大约30％挠曲的轮胎中并且该模块被定位成能够使得由于金属加强件的存在而产生的干涉降到最低。

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组成，该支承部具有紧固到该支承部的至少两个独立条带，并且所述条带被径向地定向。

在本发明中，条带的径向定向意味着条带的主要方向是径向，并且因此与胎体加强件的加强元件平行。

有利地，考虑到胎冠加强件的加强元件，为了使干涉降到最低，支承部被定位在轮胎侧壁中、并且更优选地定位在侧壁的下部。

根据本发明，固定在轮胎内壁上的支承部结合有两个条带，每个条带提供使模块紧固的部分、以及使模块固定不动的部分。在至少两个独立装置之间的紧固以及固定不动力的分布在模块长度相对较大的情况下尤为有利。这是因为当所述模块固定到轮胎的一部分如侧壁时，用于这种模块的紧固受到高度应力，所述轮胎侧壁在轮胎滚动时由于轮胎的变形而经受频繁的高应力。两个彼此分离的独立固定装置的使用能够保持模块，同时限制当固定装置本身由于变形而受到应力作用时施加到模块的应力。作为对比，使用单个装置的话，则必须使用大尺寸的装置以提供相同的保持力，这样由于施加到模块的应力变得更加局部化，因此存在模块被损坏的高风险。

根据本发明的一个特别有利的实施例，固定装置包括紧固到支承部的条带。该紧固到支承部的条带优选地在支承部被生产的同时制成。可以通过在支承部的厚度上制成两个开口而获得，这些由此形成条带的开口可以被看做用于模块通过的通道。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被制造。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橡胶不会粘附的嵌入件，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。

本发明的结构变体允许模块包括用于紧固所述模块和/或使所述模块固定不动的至少一个互补装置。

根据本发明的这个变体的第一实施例，用于紧固模块和/或使模块固定不动的互补装置是与设置在条带厚度中的开口互补的附属部，当模块在条带下面滑动时，所述附属部被设置在开口中。

这种互补固定装置可进一步允许模块相对于预定位置居中并且有助于使模块固定不动，特别防止了任何模块滑动的风险。

在本发明的这个变体的第二实施例中，用于固定模块和/或使模块固定不动的互补装置是设置在模块表面上的凹口型特征，当模块处于所述条带下面的位置时，条带抵靠着所述特征。一旦模块被放置到适当位置，设置在模块上的特征防止模块由于滑动而移动，所述特征抵靠着所述条带。这种实施例使得特别地在轮胎经受大的变形时能够限制变形以及防止模块的脱离。

根据本发明的一个优选实施例，通过固定装置施加的力使得模块固定不动。

根据第一实施例，由固定装置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，模块则固定不动。

根据第二实施例，由固定装置施加的力通过所述固定装置的热收缩而获得。为了达到此目的，固定装置有利地由合适材料制成，并且一旦模块被连接，固定装置被加热。

本发明的一个优选结构变体还允许所述支承部由交联在轮胎上的聚合材料制成。还有利地，支承部与轮胎的交联(特别是硫化)同时被交联。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完成、并且支承部的固定被完美地紧固到轮胎的内壁。

附图说明

通过接下来参考图1和2对本发明示意性实施例的描述，本发明的其它细节和有利特征将显现出来，其中：

图1是根据本发明装置的第一实施例的示意图；以及

图2a和2b是根据本发明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本身由紧固到轮胎的支承部4组成，所述支承部设置有两个条带5，电子模块1被嵌入到条带5下面。

支承部4可例如在制造轮胎时形成，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。两个条带5可通过在固化过程中将元件放置在适当位置而形成。这些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，这些元件被嵌入到两个橡胶层之间、并且元件端部被定位成以所需方式形成两个条带。

根据另一个实施例，支承部4可通过预先模制由橡胶制成、并且在轮胎固化前被连接到轮胎上。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可通过预先模制由橡胶制成，但是仅经受局部固化使基部(即，支承部与轮胎接触的部分)保持非交联。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，从而更好地经受所有轮胎变形。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。

条带5也由未加强的橡胶制成，从而更好地经受轮胎变形。

电子模块1具有位于其顶部的测量头6，例如用于压力测量。为了确保无干扰的测量，测量头6最好不被条带5所覆盖。由于两个条带相互独立，因此能够容易地固定模块而不会覆盖电子模块1的测量头6。同时有利的是，两个条带相对远离分开并且靠近模块1的端部7，从而确保无论轮胎经受如何变形，模块都能被连接。

由未加强橡胶制成的条带5有利地具有弹性特性，该弹性特性足以使电子模块1固定不动。滚动试验实际地显示出，当轮胎经过石头路面时由于变形而经受较大应力时，电子模块保持在位、并且固定装置不会损坏。

图2a显示了结构变体，其中两个条带25具有大约在各个条带中心的两个开口28，例如圆形开口。

这些开口28与设置在电子模块21上的两个附属部或凸出部29互补，如图2a和2b所示。当电子模块在条带下面滑动从而由此被保持时，两个附属部29滑入到条带25的开口28中。这种结构变体具有多个优点。首先，这些开口28和附属部29的存在允许电子模块21被安装在很好限定的位置。第二，这种开口28和附属部29的结合有助于使电子模块21固定不动，特别是避免电子模块滑动的任何风险。

本发明的其它结构变体(未在图中示出)也允许将条带结合到电子模块。当电子模块在条带下面滑动时，条带的内表面同时结合到模块的覆盖部分。为了到达这个目的，在将模块放置于条带下面的步骤之前，将粘结剂施加到将被结合的元件之一(条带或者模块)上。这种结合可以特别地有助于使模块固定不动。

由于这种电子模块的某些使用需要由模块测量的信息在轮胎变化过程中能够被恢复，因此将条带结合到模块也允许系统被制成为防篡改的。这种操作可例如允许轮胎的使用、或者至少某些轮胎参数的变化，能够被至少部分地追溯。因此实际中需要使对所述电子测量模块的干预是不可能的、或者至少是可检测的。在结合的情况下，改变电子模块的意图或者电子模块的改变可通过模块或者一个或两个条带上的撕扯痕迹是可见的。

包括结合的本发明的这种结构变体可以与图1和2中描述的本发明的一个或其它实施例相结合。

通过18.00R33和33.00R51尺寸的轮胎进行试验，所述轮胎上固定有压力传感型模块，该模块外部尺寸为：长度17cm、宽度3.5cm以及厚度0.9cm。

这些模块使用如图1描述的装置固定，在轮胎制造过程中，支承部被固定到轮胎的内壁。由于支承部由橡胶制成，因此支承部可以与轮胎同时硫化。模块随后通过嵌入两个条带下面被固定。

进行滚动试验，从而模拟在矿山上行进的车辆上的使用。

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

Claims (7)

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所组成，所述支承部具有紧固到所述支承部的至少两个独立条带，并且所述条带被径向地定向，所述条带通过在所述支承部的厚度上制成两个第一开口而获得。

2.如权利要求1所述的装置，其特征在于，至少一个条带包括用于固定所述模块的互补装置。

3.如权利要求2所述的装置，其特征在于，所述用于固定模块的互补装置是设置在条带厚度中的第二开口。

4.如前述任一权利要求所述的装置，其特征在于，所述模块通过所述固定装置施加的力而固定不动。

5.如权利要求4所述的装置，其特征在于，由所述固定装置施加的力是弹性回复力。

6.如权利要求4所述的装置，其特征在于，由所述固定装置施加的力通过所述固定装置的热收缩获得。

7.如权利要求1-3任一所述的装置，其特征在于，所述支承部由交联到所述轮胎上的聚合材料制成。

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