CN111919038A - 用于测量轮胎特性的盒子的附接系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于测量壳体(1)内的电子装置(2)的附接系统，包括：电子装置的保持器(10)，设计成容纳电子测量装置(2)；预应力环(20)，其能够与组件保持器(10)配合并且包括多个预应力部分(22、25)，所述预应力部分设计成在将环与保持器组装在一起时支承在所述电子装置(2)上，所述电子装置(2)被插入到所述保持器(10)中。

Description

用于测量轮胎特性的盒子的附接系统

技术领域

本发明涉及一种用于测量壳体的地面紧固系统。更具体地，本发明涉及一种用于将测量装置紧固在这种壳体中的紧固系统。在优选的应用中，本发明涉及一种用于将磁性传感器紧固在用于测量轮胎特性的壳体中的紧固系统。

背景技术

文献WO 2014/202747描述了一种用于测量轮胎的橡胶材料层的厚度的系统。其采用紧固到地面的壳体的形式。在使用中，由于所有类型的许多车辆(包括重型车辆)从上面驶过，这种壳体承受高应力。尽管有很高的应力，壳体也不得移动或抬起。因此，通常通过有效的地下基础设施将壳体紧固到地面。该基础设施涉及大量工作，既耗时又昂贵。此外，如果证明壳体的位置不适合，则任何重新安置也需要大量工作，包括重型设备。因此，有必要通过简化的实现手段来轻松地紧固和重新安置测量壳体。

文献FR3007517描述了一种用于测量轮胎的橡胶层的厚度的系统。该系统使用静态磁场源和用于测量磁场的元件。该系统旨在安装在车辆从上面驶过的壳体中。当车轮经过壳体时进行测量。

壳体必须能够承受显著的载荷。载荷应力与在壳体上驶过的车辆数量及其重量有关。此外，尤其由于车辆驶过过的振动而可能引起各种电子元件的故障。

本发明提供了用于弥补这些各种缺点的各种技术手段。

发明内容

首先，本发明的第一目的在于提供一种用于将电子装置(例如磁性传感器)紧固在测量壳体(例如测量轮胎特性)中的紧固系统，其允许构成元件的组装无需帘布层或没有振动的危险。

本发明的另一个目的在于提供一种用于测量轮胎特性的壳体的紧固系统，该紧固系统快速且容易地安装在地面上。

本发明的另一个目的在于提供一种经济且易于工业化的紧固系统。

本发明的另一个目的在于提供一种不干扰测量壳体的操作的紧固系统。

为此，本发明提供了一种用于电子装置的紧固系统，所述电子装置例如是包括环形磁体和用于读取能够由所述磁体产生的磁场的电子电路的磁性传感器，所述紧固系统将所述电子装置紧固在测量壳体中，所述紧固系统包括：

电子装置保持器，其设计成容纳电子测量装置；

预应力环，其能够与所述保持器配合以进行组装，并且包括多个预应力梁，所述预应力梁设计成在将所述环与所述保持器组装在一起时支承在所述电子装置上，所述电子装置被插入到所述保持器中，其中，所述预应力环具有环形主体，所述环形主体支承围绕所述环形主体的外围周向分布多个周向梁，所述周向梁设计成在将磁性测量传感器容纳在所述保持器中并且将环与所述保持器组装在一起时支承在磁性测量传感器的环形磁体上。

该解决方案使得可以无间隙地紧固测量元件，以确保良好的测量质量。这样的紧固也是持久的。该解决方案快速且易于工业化。其包括很少的部件。安装和组装操作很简单。总成本是非常有利的。

有利地，预应力环具有径向梁，所述径向梁设计成在将所述电子电路容纳在所述保持器中并且将环与所述保持器组装在一起时支承在所述电子电路上。

为了实现无间隙的紧固，施加了预应力，以使元件在其参考表面处保持接触。为了以低成本实现这种预应力，利用了材料的弹性。弯曲时受力的机械梁具有弹簧效应，因此对元件施加预应力。梁必须施加足够大的力，以使在发生碰撞时元件的惯性所施加的力不会大于梁的力。在确定尺寸时，还应确保梁保持在其弹性区域内，以保持这种“弹簧效应”。因此，间隙几乎为零，并且可以确保测量质量。

在一个有利的实施方式中，所述保持器具有至少一个设有拱开口的外围拱形件。

根据另一有利实施方案，所述环具有至少一个紧固指状物，所述紧固指状物能够与所述拱开口配合，以便当磁性传感器容纳在所述保持器中时对支撑在磁性传感器上的梁施加预应力的同时，将环紧固至所述保持器。

因此，可以非常容易地实现环在保持器中的组装。通过支承在环上，梁受到预应力。这样的组装可以保持这种预应力。

有利地，梁是可弹性变形的。

具有梁变形的紧固系统的组装使得可以对容纳在紧固系统中的磁性传感器产生夹持力。

本发明还提供了一种用于测量轮胎特性的壳体，包括：

(i)至少一个磁性传感器，其设置有环形磁体和用于读取能够由所述磁体产生的磁场的电子电路；

(ii)至少一个上述的紧固系统；

(iii)当传感器在预应力下组装在紧固系统中时用于容纳传感器的至少一个腔体；

(iv)关闭所述腔体的壳体盖。

有利地，所述壳体还包括可插入环的主体中的至少一个盘，所述盘支承垂直于所述盘的平面延伸的支承指状物，并且设计成在所述壳体盖关闭时支承在径向梁上。

这些特征使得有可能产生一种非常简单、便宜且坚固的紧固系统，并能够进行传感器的快速和功能性安装。

附图说明

在以下描述中给出了所有实施方案的细节，并通过图1至图7b进行补充，这些图仅通过非限制性示例的方式给出，其中：

图1是用于测量轮胎特性的壳体的示例的立体图；

图2是图1中壳体的放大立体图；

图3a是在组装测量壳体的不同步骤中的磁性传感器的示例的立体图；

图3b是传感器的电子电路的示例的立体图；

图3c是传感器磁体的示例的立体图；

图4是磁性传感器保持器的示例的立体图；

图5a是预应力环的示例的俯视图；

图5b是图5a中的环的正视图；

图6a是在保持器上组装预应力环的示例的俯视图；

图6b是图6a中的保持器和环的正视图；

图6c是图6a中的保持器和环在不同角度的正视图；

图7a是完全组装在测量壳体中的传感器的示例的正视图；

图7b是图7a中的组装的传感器在不同视角的视图。

具体实施方式

测量轮胎特性的壳体

图1和图2示出了用于测量车辆40的轮胎41的橡胶材料层的厚度的已知系统1的示例，例如文献FR3007517中所述系统。当车辆40在壳体1上驶过时，传感器使得可以执行一个或多个测量，例如轮胎41的胎面厚度的测量。为了执行测量，装置优选地放置在便于车辆40从上面驶过的位置。因此，有利地设计了紧固壳体的方式，以承受与在其上驶过的许多车辆相关的剧烈应力。这些应力要求可靠且持久的紧固，如下图中所描述。

板1通过例如胶水的常规手段紧固到地面。所述板具有多个凹部7。在所示的示例中，凹部7沿板的纵向方向排列，平行于边缘并规则地间隔开。每个凹部7可以接收如下文所述的紧固系统。

用于测量轮胎特性的磁性系统的工作原理

已知类型的传感器使得可以测量轮胎的橡胶材料层的厚度，例如胎面的厚度。按照常规方式，这样的层具有连接至相邻增强物的连接面和与空气接触的自由面，该增强物由磁导率大于空气的磁导率的至少一种材料制成。该传感器设计用于测量橡胶材料层的连接面和自由面之间的距离。

传感器具有静态磁场源和敏感元件，敏感元件的输出信号取决于局部磁场的水平，该传感器被布置为使得当要测量的距离减小时，由敏感元件测量的磁场强度发生变化。

如果将金属增强物靠近这种装置，其中该金属增强物是良好的磁场导体和不良的电导体，例如由埋入两层低电导率橡胶材料中的平行金属增强物制成的轮胎的胎冠帘布层，磁力线自然会通过这种金属增强物，而不是通过空气，因为空气的磁阻大于金属增强物的磁阻。观察到穿过金属增强物的磁力线的位置。结果是，在线圈和金属增强物之间的区域中，磁通密度将增加。传感器的工作模式采用了这种物理原理并且是磁阻模式，因此与由源和对象形成的磁路的不同部分的磁导率有关，源和对象的距离用传感器来测量。

胎面的厚度具有非常小的待测量的厚度。因此，测量需要非常精确。

为了确保精确和可靠的测量，组成测量链的不同元件必须被精确地保持，如果可能的话，要没有间隙或间隙尽可能小。传感器的元件之间和/或传感器的元件与壳体之间的微小间隙也可能会损害测量的质量或可靠性。如下所述，将元件紧固，以使系统各部分的振动和/或位移最小。

紧固系统

图3a、3b和3c示出了已知类型的磁性传感器2的示例性实施方案。在图3a中，示出了传感器在其组装的不同阶段和参照图5a至图7b详细描述的紧固系统。

如图3b所示，磁性传感器2包括通过单独的导线或单导线4连接到多导线6的电子电路3。在具有多个传感器2的用于测量轮胎特性的壳体1中，每个传感器2通过单导线4连接到多导线6。多导线6将多个传感器2连接到控制器8，如图2所示。该传感器还包括环形磁体5，如图3c所示，其中可以定位电子电路。

紧固系统使得可以将磁性传感器2最佳地组装在壳体1中。该系统包括磁性传感器保持器10和预应力环20。保持器10和环20参照图4至图7b进行详细描述。

图4示出了磁性传感器保持器10的示例。该保持器可以容纳电子电路3并承载磁体5，从而允许将这些元件集成到壳体1中。

保持器10包括平台11，平台11的轮廓与电子电路2的轮廓基本互补。该平台11可以容纳电子电路。外围边缘16部分地围绕平台11，以便适当地保持电子电路3的边缘。径向臂12布置在平台11的外围。在图中所示的示例性实施方案中，保持器10设置有三个径向臂12。每个径向臂12具有基本平坦的表面，所有表面都基本共面，以形成提供用于承载磁性传感器2的磁体5的基座。此外，外围边缘16被设计为装配在环形磁体5的开口中，可以将环形磁体适当地对中在保持器上，并使横向振动或移动最小化。

外围拱形件13布置在平台11的外围。在所示的示例中，两个外围拱形件13彼此相对地在径向臂12和外围边缘16之间布置在平台11的每一侧。每个外围拱形件13都具有拱开口14。这些拱开口14旨在与下述的预应力环20配合。

在拱形件13的一侧，三个臂12中的两个具有减小的尺寸，以便形成通道15，单导线4可以穿过该通道15以到达电子电路3。

图5a和5b示出了预应力环20的示例。预应力环20包括在图5a中清楚可见的环形体21，该环形体21设置有轴线为O-O的或多或少的中心开口26。预应力环20中的开口26具有基本圆形的轮廓，与保持器10的轮廓互补。

在开口26中，U形径向梁22穿过预应力环20。该梁的中部相对于环的环形主体21偏移，并且当环处于壳体1中的组装位置时位于主体下方。

支承柱24在与环形主体21相反的一侧设置在径向梁的中部。径向梁22和柱24用于当紧固系统的所有元件和磁性传感器都组装好时与电子模块对接并在其上施加预应力。在该示例中，配置一个具有半球形轮廓的支承柱24。

预应力环20包括布置在环形体20的外围处的至少一个周向梁25。在所示的示例中，预应力环20包括四个周向梁25，其彼此成大致90°围绕环形主体21外周布置。梁以角度α倾斜，在周向梁25的轴线P-P和环形主体21的平面C-C之间形成角度α。该角度α在5°至45°之间，优选在15°至25°之间。作为变型，梁是弯曲的并且沿着其轮廓形成可变角度。当将紧固系统的所有元件和磁性传感器组装在一起时，梁被设计为在磁性传感器的磁体5上施加弹性支承力。

预应力环20包括至少一个紧固指状物23，该紧固指状物23与开口26的轴线O-O同轴地沿与径向梁22相同的方向延伸。该紧固指状物使得可以将预应力环20紧固到保持器10，参照图6a至图6c更详细地描述。在所示的示例性实施方案中，预应力环20包括在径向梁22的两侧彼此相对设置的两个紧固指状物23。如图6b所示，指状物形成细长的钩，它们设计成与磁性传感器保持器10中的拱开口14配合。图6a和图6b在两个不同角度位置示出了组装在保持器10上的预应力环。在图6a中，该视图使得径向梁22以轮廓示出。在图6b中，相对于图6a中的视图具有90°的角偏移，径向梁位于正面视图。

图7a和图7b示出了具有紧固系统的磁性传感器2的完整组件，该组件插入到用于测量轮胎特性的壳体1中。图7a和图7b对应于图6a和图6b中的视图，具有相似的角度位置。

在该组装状态下，紧固指状物23互锁在拱开口14中，使得径向梁22借助于支承指状物24在电子电路3上施加支承力，并且周向梁25在磁体5上施加支承力。因此，电子电路3和磁体5在应力下以紧密的装配组装在一起。该应力还源于预应力环20的材料的弹性和回弹性，以及源于当紧固指状物23装配在拱开口14中时径向梁22和周向梁25处于应力下的事实。

图7a和图7b示出了其中容纳有磁性传感器的壳体1的一部分。包括支承指状物32的盘31定位在预应力环20上。这种布置使得能够保持插入有磁性传感器2的组装系统(磁性传感器保持器10和预应力环20)。

在该示例性实施方案中，如图7b所示，将支承指状物32插入到位于与支承柱24相反的一侧的径向梁中的切口中。盖30设置在盘31上并支承在盘31上，使得支承指状物32向径向梁22施加力。因此，在所有元件上实施了预应力装配。盖30还可以确保磁性传感器2的密封并且提供针对各种外部冲击的保护。

材料

磁性传感器保持器10和预应力环20有利地由诸如PBT的热塑性聚合物制成，优选地具有玻璃纤维填料。在变体中，也可以使用由PET、PMMA、PC或聚酰胺制成的元件，优选地具有填料。

附图中的附图标记

1 测量壳体(例如用于轮胎特性)

2 电子测量装置(例如用于测量轮胎特性的磁性传感器)

3 电子电路(PCB)

4 单导线

5 环形磁体

6 多导线

7 传感器凹部

8 控制器

10 电子装置保持器

11 中心平台

12 径向臂

13 外围拱形件

14 拱开口

15 用于单导线的通道

16 外围边缘

20 预应力环

21 环形体

22 径向梁

23 紧固指状物

24 支承柱

25 周向梁

26 预应力环中的开口

30 盖

31 盘

32 支承指状物

40 车辆

41 轮胎。

Claims (7)

1.一种用于电子装置(2)的紧固系统，所述电子装置例如是包括环形磁体(5)和用于读取能够由所述磁体(5)产生的磁场的电子电路(3)的磁性传感器，所述紧固系统将所述电子装置紧固在测量壳体(1)中，所述紧固系统包括：

电子装置保持器(10)，其设计成容纳电子测量装置(2)；

预应力环(20)，其能够与所述保持器(10)配合以进行组装，并且包括多个预应力梁(22、25)，所述预应力梁设计成在将所述环与所述保持器组装在一起时支承在所述电子装置(2)上，所述电子装置(2)被插入到所述保持器(10)中，其中，所述预应力环(20)具有环形主体(21)，所述环形主体支承围绕所述环形主体(21)的外围周向分布的多个周向梁(25)，所述周向梁(25)设计成在将磁性测量传感器(2)容纳在所述保持器(10)中并且将环(20)与所述保持器组装在一起时支承在磁性测量传感器(2)的环形磁体(5)上。

2.根据权利要求1所述的紧固系统，其中，所述预应力环(20)具有径向梁(22)，所述径向梁设计成在将所述电子电路(3)容纳在所述保持器(10)中并且将环(20)与所述保持器组装在一起时支承在所述电子电路(3)上。

3.根据权利要求1或2所述的紧固系统，其中，所述保持器(10)具有至少一个设有拱开口(14)的外围拱形件(13)。

4.根据权利要求3所述的紧固系统，其中，所述环(20)具有至少一个紧固指状物(23)，所述紧固指状物能够与所述拱开口(14)配合，以便当磁性传感器容纳在所述保持器中时对支撑在磁性传感器上的梁(22、25)施加预应力的同时，将环(20)紧固至所述保持器(10)。

5.根据前述权利要求中任一项所述的紧固系统，其中，梁(22，25)是可弹性变形的。

6.一种用于测量轮胎特性的壳体(1)，包括：

(i)至少一个磁性传感器(2)，其设置有环形磁体(5)和用于读取能够由所述磁体产生的磁场的电子电路(3)；

(ii)至少一个根据权利要求1至5中任一项所述的紧固系统；

(iii)当传感器(2)在预应力下组装在紧固系统中时用于容纳传感器(2)的至少一个腔体(7)；

(iv)关闭所述腔体(7)的壳体盖(30)。

7.根据权利要求9所述的测量壳体，还包括可插入环(20)的主体(21)中的至少一个盘(31)，所述盘支承垂直于所述盘的平面延伸的支承指状物(32)，并且设计成在所述壳体盖(30)关闭时支承在径向梁(22)上。

Images