CN105980824B - 用于轮胎检查的传感器装置 - Google Patents

Abstract

提供一种适用于轮胎检查的传感器装置。所述传感器装置经配置用于沿着轮胎的内表面的可拆卸式放置。所述传感器装置具有允许一个或多个传感器极为贴近所述轮胎的所述内表面放置的轮廓。所述轮廓允许所述传感器装置与各种轮胎尺寸和形状一起使用。

Description

用于轮胎检查的传感器装置

技术领域

本发明的标的物大体上涉及一种用于沿着轮胎的内表面以可拆卸方式定位一或多个传感器的装置。

背景技术

已知的轮胎构造使用具有加强元件的主体帘布层，其从胎圈部分延伸到胎圈部分，通过相对的侧壁部分以及轮胎的胎冠部分。有时被称为胎体帘布层或加固帘布层的主体帘布层典型地锚定在胎圈处，并且在轮胎充气和使用时维持轮胎的整体形状。主体帘布层的加强元件通常基本上沿着径向方向(垂直于旋转轴的方向)定向并且可以包含例如含铁金属。

在轮胎使用期间，这些加强元件(有时被称为帘布)可能例如由于道路中的物体、在路边行进和其它破坏性事件的影响而被损坏。在一些情形中，加强元件可能由于此类事件而被完全破坏。令人遗憾的是，通过轮胎外部的目视检查并不能容易地发现这种损坏，因为加强元件包含在用于构造轮胎的橡胶材料内。

市售轮胎通常在被称为翻新的过程之后重复使用。通过翻新，从轮胎移除磨损的胎面，且将新的胎面带或胎面区段安装到轮胎上。胎面的更换与更换整个轮胎相比更便宜，且允许使用相同轮胎胎体获得额外里程。这是尤其用于重型卡车的商用轮胎常见的实践方法。

然而，在更换胎面之前，有利的是检查轮胎(包含主体帘布层的加强元件)的损坏或磨损。在某些情形中，检查可能发现轮胎需要更换而不是翻新。替代地，可能需要维修轮胎。如上所述，仅仅通过目视检查并不能容易地发现对内部元件(例如，主体帘布层的加强元件)的所有损坏。

由于用于例如重型卡车轮胎等商用轮胎的加强元件常常是由含铁材料构造，因此可以使用一个或多个传感器来检测加强元件中的裂缝，例如，通过轮胎的目视检查原本不可确定的破坏处。期望使此类检查过程自动化从而可以经济地且方便地检查多个轮胎。然而，轮胎配备有各种形状和尺寸。更确切地说，轮胎与轮胎之间在轮廓、高度和宽度(沿着轴向方向)上可基本上不同。针对轮胎检查，一些传感器要求放置在轮胎的内表面处，或接触轮胎或极为贴近轮胎。对于轮胎与轮胎之间在轮胎轮廓和尺寸上不同的情况，这会是难以解决的。

另外，由于轮胎的此部分处的曲率以及轮胎之间不同尺寸和类型的变化性，某些传感器沿着内表面放置在轮胎的胎肩部分中会尤其具有挑战性。更具体地说，以下情况存在挑战：跨轮胎轮廓和宽度的范围将一个或多个传感器精确且一致地定位在轮胎的内表面处(具体地，定位在胎肩区域)以便检测(例如)对主体帘布层的加强元件的损坏。另外，优选的是可容易地移除传感器以用于检测另一个轮胎。

因此，可以沿着轮胎的内表面适当地定位以便于检查轮胎的装置将是适用的。更具体地说，可以用于针对轮胎轮廓和宽度的广泛范围将一个或多个传感器反复地放置在各个轮胎的内表面处(包含沿着胎肩区域)的装置将是有利的。可以与各种不同的传感器类型一起使用的此类装置也将是适用的。

发明内容

本发明提供一种适用于轮胎检查的传感器装置。所述传感器装置经配置用于沿着轮胎的内表面的可拆卸式放置。所述传感器装置具有允许一个或多个传感器极为贴近轮胎的内表面放置的轮廓。所述轮廓允许传感器装置与各种轮胎尺寸和形状一起使用。本发明的另外的目标和优点将部分地在以下描述中进行阐述，或可以从所述描述中显而易见，或可以通过实践本发明来习得。

在一个示例性实施例中，本发明提供一种能够沿着轮胎的内表面以可拆卸方式定位的传感器装置。所述装置包含主体，所述主体具有放置在轮胎的内表面处的最外层检查表面。最外层检查表面具有圆弧形轮廓。圆弧形由当沿着内表面定位时正交于轮胎周向方向的曲率半径界定。曲率半径在50mm到75mm范围内。主体的最外层检查表面界定一个孔口。至少一个传感器位于主体的所述孔口处。

在另一示例性实施例中，本发明提供一种能够沿着轮胎的内表面以可拆卸方式定位的传感器装置。所述装置包含主体，所述主体具有放置在轮胎的内表面处的最外层检查表面。主体界定纵向方向和宽度方向。主体具有放置在轮胎的内表面处的最外层检查表面。主体界定纵向方向和宽度方向。最外层检查表面沿着宽度方向具有基本上平坦的轮廓。沿着纵向方向，最外层检查表面具有圆弧形轮廓，其中所述弧形由50mm到75mm范围内的且正交于宽度方向的曲率半径界定。最外层检查表面界定一个孔口。至少一个传感器位于主体的所述孔口处。

参考以下描述以及所附权利要求书将更好地理解本发明的这些以及其它特征、方面和优点。并入在本说明书中并且构成本说明书的一部分的附图图示了本发明的实施例，并且与所述描述一起用以说明本发明的原理。

附图说明

本说明书中阐述本发明的针对所属领域的一般技术人员的完整且启发性揭示内容(包含其最佳模式)，说明书参考附图，在所述附图中：

图1示出示例性轮胎的一部分的截面视图以及本发明的示例性实施例的侧视图。

图2示出本发明的示例性实施例的透视图。

图3提供图2的示例性实施例的顶视图。

图4是沿着图3中的示例性实施例的线4-4的截面视图。

图5是图2的示例性实施例的侧视图。

图6是图2的示例性实施例的端视图。

图7是图2的示例性实施例的底视图。

具体实施方式

出于描述本发明的目的，现在将详细参考本发明的实施例，在图式中示出了本发明的实施例的一个或多个实例。每个实例是为了说明本发明而提供，而非限制本发明。实际上，所属领域的技术人员将清楚，在不脱离本发明的范围或精神的情况下可以在本发明中进行各种修改以及改变。举例来说，被示出或描述为一个实施例的部分的特征可以与另一实施例一起使用以产生再一实施例。因此，希望本发明涵盖此类修改和变化，所述修改和变化处于所附权利要求书及其等效物的范围内。

如本文所使用，应用以下定义：

“子午面”是轮胎的旋转轴位于其内的平面。图1是沿着子午面获得的示例性轮胎50的截面。

轮胎的“胎冠部分”是在轮胎的侧壁部分之间沿着轴向方向A(其是平行于轮胎的旋转轴的方向)延伸的部分，包含胎面以及胎面径向向内定位的组件。

“主体帘布层”或“胎体”或“胎体帘布层”是在轮胎的相对侧上的胎圈部分之间延伸并且从所述胎圈部分延伸通过相对的侧壁部分并且跨越轮胎的胎冠部分的层。主体帘布层可以包含含铁加固件。

“径向方向”垂直于轮胎的旋转轴并且在图中以“R”和方向箭头标示。平行于旋转轴的轴向方向在图中以“A”和方向箭头标示。

轮胎的“周向方向”(也称为纵向方向)是与轮胎的边缘相对应的方向并且由轮胎在正常操作期间的旋转方向界定。周向方向在图中以“C”和方向箭头标示。

图1示出沿着子午面的示例性轮胎50的截面视图。本发明的传感器装置100的示例性实施例的侧面以可拆卸方式定位在轮胎50的内表面52处以用于轮胎检查的目的。轮胎50的构造包含主体帘布层54，其从胎圈部分56和58延伸，通过相对的侧壁部分58和60，并且通过胎面64的胎冠部分62。传感器装置100示出为沿着轮胎100的胎肩部分66。传感器装置100不限于沿着胎肩部分66使用。替代地，传感器装置100可以容易地放置在沿着轮胎50的内表面52的其它位置处。如本文所描述，本发明的传感器装置的某些实施例具体地适合于沿着具有不同宽度和轮廓的各种轮胎尺寸的胎肩部分使用。

对于此示例性实施例，传感器装置100通过包含支撑臂70的定位系统沿着内表面52以可拆卸方式定位在轮胎50的内部68内。传感器装置100在部位P处以枢转方式连接到支撑臂70，所述部位允许调整装置100的定向以更容易地匹配轮胎50的内表面52的轮廓。支撑臂70可以连接在附接部位130(图2)处并且仅作为实例提供。同样可与传感器装置100一起使用其它定位系统。

传感器装置100适用于检测轮胎50，特别是当期望将一个或多个传感器极为贴近轮胎50的内表面52定位时。主体帘布层54包含典型地由含铁材料构造并且嵌入用于构造轮胎50的橡胶材料中的加强元件。如先前所陈述，加强元件可能在轮胎50的使用期间损坏。在轮胎检查过程期间(其可以是例如翻新操作的一部分)可以针对此类加强元件的损坏检查轮胎50。例如，传感器装置100可以包含一个或多个霍耳效应传感器(如本文中将进一步描述)以用于检测含铁加强元件的破坏处。虽然将以实例的方式使用此类检查，但是使用本文所公开的教示，所属领域的一般技术人员将了解，传感器装置100可以适用于其中要求传感器极为贴近轮胎的内表面放置(且具体地说，其中要求一个或多个传感器沿着各种尺寸和轮廓的轮胎的胎肩区域放置)的使用其它传感器类型的其它轮胎检查。例如，传感器装置100可以包含霍耳效应传感器、温度传感器、光学传感器和/或也包含其它类型的传感器。

在检查期间，传感器装置100可以放置成极为贴近(例如，5mm到6mm内)内表面52或可以接触表面52，如图1中所示。一旦定位，就可以使轮胎50围绕其旋转轴旋转以便跨轮胎的完整圆周扫描或检测被破坏的加强元件。传感器装置100允许一个或多个传感器极为贴近内表面52放置，这可为进行适当测试所必需的，并且还因允许通过轮胎50的单次旋转完成检查而加快了测试。

如图2中所示，传感器装置100包含可以由例如内部部分104和外部部分106构造的主体102。主体102包含最外层检查表面108。如本文所使用，“最外层”意指检查表面108是主体102的最接近轮胎50的内表面52的待检查部分的部分。

现在参考所有图式，主体102界定纵向方向L以及正交于方向L的宽度方向W。当主体102沿着轮胎50的内表面52放置时，主体102经定向使得纵向方向L正交于轮胎50的周向方向C(图2和5)。主体102包含由最外层检查表面108界定的孔口110。孔口110在最外层检查表面108的第一端112与第二端114之间沿着方向L纵向延伸(图3和7)。

如图2、3和4中最佳地示出，多个传感器116沿着纵向方向L并且在略微凹入或相对于最外层检查表面108朝内定位的传感器支撑表面118(其可以例如是印刷电路板或其它衬底)上彼此并排或邻近布置。如图所示，传感器支撑表面118平行于最外层检查表面108。对于此示例性实施例，传感器116是霍耳效应传感器116，其检测磁通量并且可以提供指示磁通量的存在以及磁通量密度的信号。在本发明的一个实施例中，使用三十二个霍耳效应传感器。为了检测主体帘布层54的加固件中的破坏处，多个霍耳效应传感器116的使用提高了传感器装置100检测破坏处的效用。更具体地说，轮胎50的胎肩部分66是轮胎的高屈曲性区域，并且因此，很可能发现主体帘布层54的加固件中的破坏之处。多个传感器的使用确保当轮胎50在检查过程期间旋转时胎肩部分66中的破坏处的每一侧上将有至少一个传感器116。

现在参考图1、4和5，当沿着如这些图中所示的纵向方向L观看时，最外层检查表面108具有特定轮廓。更具体地说，当传感器装置100抵靠轮胎50的内表面放置时(如图1中)，最外层检查表面108具有圆弧形轮廓。此圆形的弧具有半径R(图5)，当如1中所示传感器装置100抵靠内表面52定位时，其正交于轮胎50的周向方向C。最外层检查表面108的轮廓沿着其宽度(W)是基本上平坦的(图6)。

本发明人已经发现，当半径R在50mm到75mm范围内时，最外层检查表面108的轮廓匹配大多数轮胎的内表面沿着胎肩区域的形状。这允许在多种轮胎形状和尺寸上使用传感器装置100。更具体地说，所述轮廓允许传感器116极为贴近内表面52放置，使得可以通过轮胎50经过传感器装置100的单次旋转适当地检查轮胎50。

在一个示例性实施例中，本发明人已经确定，当半径R为约74mm时，最外层检查表面108的轮廓将匹配大致85％的市售重型卡车/商用卡车轮胎轮廓的内表面形状。在另一示例性实施例中，本发明人已经确定，当半径R为约52mm时，最外层检查表面108的轮廓将匹配另外大致14％的市售重型卡车/商用卡车轮胎轮廓的内表面形状。

如图4中所示，当传感器116是霍耳效应传感器时，装置100可以配备有永久磁体122以便形成在检测含铁加固件中的破坏处时所使用的磁通量场。如图所示，主体102界定在其中接纳磁体122的隔室124。对于此示例性实施例，磁体122以纵轴LA定向，所述纵轴平行于在装置100的中心线C/L处与最外层检测表面108成切线的线T。此定向确保相对于多个传感器116产生特定磁通量场。

还如图4中所示，传感器装置100可以配备有保护盖120以保护传感器116。盖120被接纳到孔口110中并且覆盖传感器116。如此，盖120可以保护传感器116以免在检查过程期间当使轮胎50旋转经过传感器装置100时所述传感器损坏。

尽管已经相对于本发明的具体示例性实施例以及其方法详细地描述了本发明，但所属领域的技术人员应了解，在理解前述内容的基础上可以容易地对此类实施例进行更改、制得此类实施例的变化以及等效物。因此，本发明的范围是示例性的而非限制性的，并且本发明并不排除包括所属领域的一般技术人员使用本文所公开的教示将容易显而易见的对本发明的标的物的此类修改、变化和/或添加。

Claims (20)

1.一种能够沿着轮胎的内表面以可拆卸方式定位的传感器装置，所述装置包括：

主体，其包括

放置所述在轮胎的所述内表面处的最外层检查表面，所述最外层检查表面具有圆弧形轮廓，所述圆弧形具有当沿着所述内表面定位时正交于所述轮胎周向方向的曲率半径，并且其中所述曲率半径在50mm到75mm范围内；

由所述最外层检查表面界定的孔口；以及

沿着所述主体的纵向方向彼此邻近布置的多个传感器，所述多个传感器位于所述最外层检查表面并且位于所述孔口内。

2.根据权利要求1所述的传感器装置，其中所述曲率半径为52mm。

3.根据权利要求1所述的传感器装置，其中所述曲率半径为74mm。

4.根据权利要求1所述的传感器装置，其中当沿着所述内表面定位时所述主体界定正交于所述轮胎的所述周向方向延伸的纵向方向，其中所述孔口在所述最外层检查表面的第一端与第二端之间纵向延伸。

5.根据权利要求1所述的传感器装置，其中所述主体定义有纵向方向和正交于该纵向方向的宽度方向，并且其中，所述孔口具有沿着所述宽度方向并且与所述最外层检查表面的轮廓相同的轮廓。

6.根据权利要求5所述的传感器装置，其中所述多个传感器包括霍耳效应传感器。

7.根据权利要求6所述的传感器装置，其进一步包括接纳在由所述主体界定的隔室中的磁体。

8.根据权利要求7所述的传感器装置，其中所述磁体沿着某一方向线性地延伸，所述方向平行于与界定所述最外层检查表面的所述轮廓的所述圆弧形的中心成切线的线。

9.根据权利要求5所述的传感器装置，其中所述多个传感器包括温度传感器。

10.根据权利要求5所述的传感器装置，其中所述多个传感器包括光学传感器。

11.根据权利要求1所述的传感器装置，其中当沿着所述内表面定位时所述主体界定正交于所述轮胎的所述周向方向延伸的纵向方向，其中所述孔口在所述最外层检查表面的第一端与第二端之间纵向延伸，其中，所述多个传感器沿着平行于所述最外层检查表面的传感器支撑表面定位。

12.根据权利要求11所述的传感器装置，其中所述传感器支撑表面相对于所述最外层检查表面朝内定位。

13.根据权利要求11所述的传感器装置，其进一步包括支撑臂，所述主体以枢转方式附接到所述支撑臂。

14.根据权利要求1所述的传感器装置，其进一步包括盖，所述盖被接纳在所述主体检查表面的所述孔口处，跨所述至少一个传感器定位，并且经配置用于在轮胎检查期间保护所述至少一个传感器。

15.根据权利要求1所述的传感器装置，其进一步包括定位在所述主体上并且经配置用于连接到定位系统的至少一个安装特征。

16.一种能够沿着轮胎的内表面以可拆卸方式定位的传感器装置，所述装置包括：

主体，所述主体包括放置在所述轮胎的所述内表面处的最外层检查表面，所述主体界定纵向方向和宽度方向，所述最外层检查表面沿着所述宽度方向具有基本上平坦的轮廓，所述最外层检查表面沿着所述纵向方向具有圆弧形轮廓，其中所述弧形由正交于所述宽度方向的50mm到75mm范围内的曲率半径界定；

由所述最外层检查表面界定的孔口；以及

沿着所述主体的纵向方向彼此邻近布置的多个传感器，所述多个传感器位于最外层检查表面并且位于所述孔口内。

17.根据权利要求16所述的传感器装置，其中所述曲率半径为52mm。

18.根据权利要求16所述的传感器装置，其中所述曲率半径为74mm。

19.根据权利要求16所述的传感器装置，所述多个传感器沿着平行于所述最外层检查表面的传感器支撑表面定位。

20.根据权利要求19所述的传感器装置，所述孔口具有沿着所述宽度方向并且与所述最外层检查表面的轮廓相同的轮廓。