CN101835639A - 形成用于装置的支承的元件以及包括这种元件的轮胎 - Google Patents

Abstract

本发明的主题是一种元件(10)，所述元件形成用于装置(14)的支承并且包括橡胶块(16)，所述橡胶块的边界由两个大体平行的相对表面(24，26)所限定，所述表面分别形成支承表面(24)以及用于与轮胎(12)相连接的表面(26)，所述橡胶块(16)包括设置在连接表面(26)中的开口(28)，所述开口限定设置在橡胶块(16)中的凹部(30)的边界并且所述开口不通向连接表面的外侧。

Description

形成用于装置的支承的元件以及包括这种元件的轮胎

技术领域

本发明涉及到用于机动车辆的轮胎的技术领域。

更确切地，本发明涉及到将装置、特别是电子装置(例如压力传感器)安装到轮胎上。电子装置是刚性的并且不适合被直接安装到轮胎上，原因是这样会在轮胎转动时、特别是当轮胎变形时存在破坏轮胎机械性能的风险。

背景技术

由此现有技术中实际公知的，特别是根据文献EP1544001A1，使用一种橡胶元件，该橡胶元件结合到轮胎表面并且形成用于电子装置的支承。该橡胶元件有时被称为“胎垫”。

该元件在刚性装置与柔性轮胎之间形成机械过渡，从而使得所述装置不会破坏轮胎的性能。这有时也被称为形成在电子装置与轮胎之间的机械隔离(decoupling)。

发明内容

本发明的特定目的是提出一种元件，该元件允许更好的机械隔离并且由此允许元件组装到轮胎表面的更好耐久性。

由此，本发明的主题是一种元件，该元件形成用于装置的支承并且包括橡胶块，该橡胶块的边界由两个大体平行相对的表面所限定，所述表面分别形成支承表面以及用于与轮胎连接的表面，该橡胶块包括设置在连接表面上的开口，该开口限定出设置在橡胶块中的凹部的边界、并且该开口不通向连接表面的外侧。

优选地，该支承表面至少部分地与开口表面相一致地延伸。

通过与支承表面相接触，所述装置使得橡胶块变硬并且更具体地使得橡胶块位于与支承表面相一致的部分变硬。因为凹部，所以橡胶块中由于所述装置而变硬的部分不会与轮胎相接触。由此，所述装置位于与开口表面相一致的部分对于轮胎没有直接的机械影响。这样的结果使得发明中元件的凹部能够提高所述装置与轮胎之间的机械隔离。

所述开口不通向连接表面的外侧仅仅是极为细微地限制了橡胶块与轮胎之间的接触表面，并且由此能够使元件保持良好的耐久性。凹部的存在还具有限制元件重量的优点，这样能够在对于乘用车辆适用的元件和装置的情况下，使组件具有小于10克(g)的重量。由此能够将组件放置在轮胎的表面上而不必担心方位角，原因是在实际当中不会对轮胎和车轮组件的均匀性产生任何影响。

根据本发明的元件还可包括下面特征中的一种或多种。

-支承表面在连接表面上的垂直投影大体上与设置在连接表面上的开口相重合。因此，由于所述装置不会对轮胎产生直接的机械影响，则该装置与轮胎之间的去耦是良好的。

-凹部深度与两个表面(支承表面和连接表面)之间距离的比值在1/4到1/2之间，优选地大体等于3/8。当该比值过低时，存在凹部表面摩擦轮胎表面的风险；当该比值过高时，元件变得过于柔性并且在转动时会发生共振，这非常明显地限制了它的耐久性。

-开口表面与橡胶块的接触连接表面的表面之间的比值在0.15到0.30之间。当该比值低于0.15时，与凹部相关的机械隔离会变得不足；并且当该比值过高时，与轮胎连接的表面区域不足以在高速转动下保持良好的耐久性。

-该元件包括通道，该通道设置在橡胶块中并且通向支承表面以及凹部的底部。该通道使得能够适当地将所述装置定位在支承表面上。该通道还能够通过防止空气被存在凹部中从而更加容易地将所述元件结合到轮胎。最后，该通道通过与设置在装置中的类似通道配合从而允许凹部与轮胎内部空气之间的流体相通。由此，轮胎压力或温度的变化不会引起轮胎内部与凹部内部之间的压力差，该压力差是元件变形的根源。

-连接表面的外围边缘的边界由相对表面的结合表面所限定，所述相对表面在它们的结合表面上以9到15度之间的角度(优选地在10到12度之间)会聚。元件边界的角度是需要考虑的重要参数，从而使得元件与轮胎的连接是耐久的。特别地，如果该角度小于9度，那么元件边界上会出现褶皱，原因是难于适当地使元件外围边缘展平。如果该角度大于15度，则元件的外围边缘过于刚性，从而使得轮胎表面上形成过大的应力并且在转动时导致破裂或脱落。

-外围边缘的结合表面大体上是结合线。

-外围边缘的结合表面垂直于连接表面并且高度在0.1mm到0.2mm之间。

-外围边缘还包括大体矩形截面的弦部(cord)，该弦部的厚度与结合表面相同并且向外延伸0到1.5mm。

-该元件还包括设置在连接表面上的连接橡胶层，该连接橡胶层不与元件的外围边缘相一致地搭接(overlapping)。

本发明的另一个主题是一种轮胎，该轮胎包括如上限定的元件。

附图说明

通过阅读下面的描述，本发明将会更好地被理解，该描述仅仅作为示例并且参考附图给出，其中：

图1是根据本发明的元件的透视图；

图2是图1中的元件沿着图1中平面II-II的截面图；

图3是当图1中的元件被安装到轮胎并且支承一装置时的截面图；以及

图4-6是元件外围边缘的多个实施例的放大截面图。

具体实施方式

橡胶或橡胶混合物的“弹性模量”被理解为：在10％变形以及在环境温度或者特定温度下延伸正割模量；在达到10％变形的第一次调节循环之后进行测量：

$E_{10}=\frac{F_{10}}{S\×{\mathrm{\ϵ}}_{10}}$ 即 $E_{10}=\frac{F_{10}(1+{\mathrm{\ϵ}}_{10})}{S_0\×{\mathrm{\ϵ}}_{10}}$ 以及 $E_{10}=\frac{F_{10}\×1.1}{S\×0.1}$

其中ε₁₀＝0.1；

其中E₁₀：10％变形时延伸正割模量；

F₁₀：10％延伸时的延伸力；

S₀：测试样本的初始截面；

S：测试样本在延伸变形ε时的截面，在橡胶材料的情况下，公知的是：

以及

ε₁₀：10％时的延伸变形。

附图显示了根据本发明的元件的示例，该元件适用于乘用车辆。该元件由附图标记10表示，被设计成安装到轮胎12并且形成用于装置14的支承。该装置14可以是多种类型，例如电子式(压力传感器、温度传感器，等等)、机械式或者其它类型。

元件10包括橡胶块16，如图3所示，该橡胶块16包括用于支承元件14的部分18以及用于与轮胎12相连接的部分20。部分18和20被制成一体并且它们的分离是想象的。橡胶块16通过模制而获得。

元件10被设计成安装在表面上，最好是在轮胎内侧。在图3中，元件10被安装到轮胎12的内部密封橡胶22上。内部橡胶22形成了互配部分，用于与元件10的连接部分20相连接。

橡胶块16的边界由用于支承所述元件14的表面24所限定，该表面24由支承部分18的上表面所构成。支承表面24的尺寸大约是15毫米×12毫米(mm)。被支承表面所支承的装置14的尺寸可以大于支承表面24的尺寸，如图3所示。

橡胶块16的边界还由用于与轮胎12相连接的表面26所限定，该表面26与支承表面24相对并且大体上与支承表面24平行。连接表面26由元件10的连接部分20的下表面所构成。连接表面26的尺寸大约是40mm×32mm。

两个表面24和26大体上是平坦的并且彼此相隔大约4mm。

元件10包括开口28，该开口28设置在连接表面26中并且限定了设置在橡胶块16中的凹部30的边界。开口28在图2中由虚线表示。凹部30的深度大约1.5mm。

可以认识的是，由于橡胶块16中的凹部30，因此橡胶块16中存在至少一个想象的横截平面，该平面大体上平行于相对表面24和26，其中橡胶块16的该截面具有大致环形形状。

橡胶块16被形成使得支承表面24至少部分地与开口28的表面相一致地延伸。换句话说，表面24在连接表面26上的垂直投影限定出开口28表面的边界。

在图2所示的示例中，支承表面24在连接表面26上的垂直投影(由投影线36所表示)大体上与开口28相重合。

由于凹部30，橡胶块16中位于与连接表面24相一致并且由此由于装置14而具有刚性的部分不会与轮胎12的内部橡胶22相接触。

支承部分18通过材料桥部38连接到连接部分20，该材料桥部38连接到支承部分18的外围。这些材料桥部38不是非常厚，例如4mm厚，因此它们是柔性的并且它们允许两个部分18和20的相对运动，特别是在轮胎12变形或者装置14振动的情况下。这样能够进一步加强轮胎12与装置14之间的机械隔离。

橡胶块可选地还包括通道32，该通道设置在橡胶块16的支承部分18中并且一端通向支承表面24以及另一端通向凹部30的底部。该通道能够适当地将装置14定位在支承表面24上。它还能够更容易地将元件10粘贴到轮胎上，同时避免凹部30中存住空气。最后，通过与设置在装置中的类似通道配合，该通道允许凹部30与轮胎内部空气之间的流体相通。由此，轮胎压力或者温度的改变不会引起轮胎内部与凹部内部之间的压力差，这种压力差是元件变形的根源。

用于形成橡胶块16的连接部分20的橡胶是一种在10％时的延伸模量最多等于轮胎12延伸模量的橡胶。换句话说，连接部分20比内部橡胶22更加柔韧。作为示例，对于轮胎内部橡胶22在65℃以及10％时的延伸模量为2.2MPa，那么为了制造元件10，必须选择在65℃的延伸模量最多等于2.2MPa的橡胶。为了组件的良好耐久性，元件的橡胶的模量应当在贯穿轮胎转动时的整个温度范围内(例如0到80摄氏度之间)都满足该极限数值。使用的橡胶可以是天然的或者合成的。

元件10的连接部分20包括外围边缘40，该外围边缘40的边界由连接表面26与连接部分20上表面42之间的结合线41所限定。出于制造的目的，并且特别是为了在模制期间使排气更加容易，结合线41的厚度不等于零但是非常薄，大小为0.1到0.2mm。在这种情况下，结合线41被称为结合表面41。两个表面26和42在结合线41上会聚并且在它们之间靠近线41形成了9到15°的角度α，优选为10到12°。

如图3所示，元件10通过插入在元件10的连接表面26与内部橡胶22之间的连接材料44而被紧固到轮胎12。该连接层44在连接表面26的整个长度上延伸，但没有突出。换句话说，连接层44与外围边缘41齐平。

优选地，在外围边缘40的区域内，两个表面26与42之间的角度α在10到12度之间，所述区域延伸直到相距结合线41大约7mm的距离d。

图4到6显示了外围边缘40的三个实施例的放大截面图。

在图4中，两个表面26和42结合从而形成了结合线41，也就是说结合表面41的厚度为零。

在图5中，外围边缘40的边界由结合表面41所限定，该结合表面41垂直于表面26并且厚度a大小为0.1到0.2mm。

在图6中，外围边缘40包括弦部47，该弦部47具有矩形截面并且在0(如图5中)到大约1.5mm之间的距离1上延伸。

弦部47以及结合表面41的存在能够更加容易地使得制造元件的模具排气。还能够使用其它位置的排气口并且保持如图4中所示的几何形状。

图4到6还显示了靠着连接表面26设置的连接橡胶层44，该连接橡胶层具有0.3mm大小的厚度b。该连接橡胶层在外围边缘终止而不会超出弦部或者连接表面或者结合线。

最后，本发明不局限于上述示例，原因是对于装置的支承部分能够采用所有的几何形状以及在橡胶块16中能够设置多个凹部。

Claims (12)

1.一种形成用于装置(14)的支承的元件(10)，其特征在于，所述元件包括橡胶块(16)，所述橡胶块的边界由两个大体平行的相对表面(24，26)所限定，所述表面分别形成支承表面(24)以及用于与轮胎(12)相连接的表面(26)，所述橡胶块(16)包括设置在连接表面(26)中的开口(28)，所述开口限定设置在橡胶块(16)中的凹部(30)的边界、并且所述开口不通向连接表面的外侧。

2.如前述权利要求所述的元件，其特征在于，所述支承表面(24)至少部分地与所述开口(28)的表面相一致地延伸。

3.如前述权利要求任一所述的元件(10)，其特征在于，所述支承表面(24)在所述连接表面(26)上的垂直投影大体上与设置在所述连接表面(26)中的开口(28)相重合。

4.如前述权利要求任一所述的元件(10)，其特征在于，所述凹部(30)的深度与两个表面之间距离的比值在1/4到1/2之间，优选地大体上等于3/8，所述两个表面是支承表面(24)和连接表面(26)。

5.如前述权利要求任一所述的元件(10)，其特征在于，所述开口(28)的表面与橡胶块的接触连接表面的表面之间的比值在0.15到0.30之间。

6.如前述权利要求任一所述的元件(10)，其特征在于，包括设置在橡胶块(16)中并且通向支承表面(24)和凹部(30)的底部的通道(32)。

7.如前述权利要求任一所述的元件(10)，其特征在于，所述元件(10)的外围边缘(40)的边界由相对表面的结合表面(41)所限定，所述相对表面(26，42)在它们的结合表面(41)上以9到15度之间、优选在10到12度之间的角度(α)会聚。

8.如权利要求7所述的元件(10)，其特征在于，所述外围边缘(40)的结合表面(41)大体上是结合线。

9.如权利要求7所述的元件(10)，其特征在于，所述外围边缘(40)的结合表面(41)垂至于所述连接表面(26)并且高度在0.1到0.2mm之间。

10.如权利要求9所述的元件(10)，其特征在于，所述外围边缘还包括大体上矩形截面的弦部，所述弦部的厚度与结合表面相同并且向外延伸0到1.5mm。

11.如前述权利要求任一所述的元件(10)，其特征在于，所述元件还包括设置在所述连接表面上的连接橡胶层，所述连接橡胶层不与所述元件的外围边缘相一致地搭接。

12.一种轮胎(12)，其特征在于，所述轮胎包括如前述权利要求任一所述的元件(10)。

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