CN113056378B - 集成式轮胎监测传感器容器 - Google Patents

Abstract

本发明的主题涉及一种用于将轮胎传感器保持在充气轮胎(10)的腔体内的内衬表面(70)上的一体成型轮胎传感器容器(100)。所述容器(100)具有由从基底(110)延伸的外围壁(120)围绕的基底表面(110)。孔口(130)通过所述外围壁(120)形成，且具有小于最大壁直径(126)的最大孔口直径(132)。

Description

集成式轮胎监测传感器容器

技术领域

本发明的主题涉及一种用于将轮胎传感器保持在充气轮胎的腔体内的内衬表面上的一体成型轮胎传感器容器。

背景技术

用于将传感器保持在充气轮胎的腔体内的容器的细节和优点在先前的专利中有所描述，例如第US20130133800号美国专利公开案。然而，此类容器需要定位额外的分离部件，并且一旦模制完成就必须小心地取出这些部件。所得容器是扁平的，具有邻近于内衬的孔口，并且不适合非扁平形状的传感器。

在轮胎模制完成后，使用生胶或粘合剂添加其它模具容器，以将橡胶容器粘合到轮胎的内衬，例如VDO REDI-Sensor^TM。此类非一体式传感器容器具有现有技术中一体模制容器无法实现的所需形状，但需要额外的处理步骤，并且增加了轮胎的重量和轮胎制造成本。

所需要的是一种在轮胎模制过程期间可以与轮胎一体模制的容器，所述容器可以容纳比现有技术的一体模制轮胎传感器容器所允许的形状更庞大的传感器。

发明内容

本发明的方面及优点将部分在以下描述中阐述，或可从所述描述显而易见，或可通过本发明的实践习得。

在一个示例性实施例中，一种与轮胎的内衬一体成型、邻近于胎冠帘布层加强件的容器，所述容器具有基底表面、围绕所述基底表面的外围壁，所述外围壁远离基底而延伸，所述外围壁具有外表面和内表面，并且所述外围壁具有在所述外围壁的对置部分的内表面与由所述外围壁形成的孔口之间测得的最大壁直径，其中所述孔口的最大孔口直径小于所述最大壁直径。

在另一示例性实施例中，所述容器由与轮胎的内衬相同的弹性体形成。

在另一示例性实施例中，所述容器由不同于轮胎的内衬的弹性体组合物形成。

在至少一个实施例中，容器形成于轮胎的胎面沟槽下方。

本文还公开了一种用于将传感器紧固到固化充气轮胎的方法。所公开的方法包含以下步骤：提供具有外部模具部分和芯部分的轮胎模具，所述芯具有腔体，反向模制塞子定位于所述腔体中；将一定量的未固化弹性体放置在所述芯部分上，未固化橡胶的量经过计算以产生足够的压力来迫使橡胶在模制期间流入所述腔体与所述反向模制塞子之间形成的空间中；闭合所述轮胎模具；在指定的温度轮廓下加热所述轮胎模具达指定时间段，所述时间段经过计算以在所述轮胎固化的同时固化所述未固化弹性体；打开所述轮胎模具；以及从所述模具中取出所述轮胎。

参考以下描述及所附权利要求书，本发明的这些及其它特征、方面和优点将变得更好理解。并入在本说明书中并且构成本说明书的一部分的附图说明本发明的实施例，并且与描述一起用以解释本发明的原理。

附图说明

参考附图，本说明书中阐述了涉及本领域普通技术人员的本发明的完整且可行的公开，包含其最佳模式，其中：

图1提供了在径向平面中截取的轮胎的横截面，其示出了用于附接轮胎监测传感器的一体模制容器。

图2提供了轮胎的径向内侧的局部透视图，其示出了一体模制容器。

图3提供了用于附接轮胎监测传感器的一体模制容器的局部透视图。

图4提供了在将容器等分的径向平面中截取的一体模制容器的横截面。

图5提供了从轮胎的径向内侧看的容器的正视图。

图6提供了一体模制容器和容纳在其中的轮胎监测传感器的局部透视图。

图7提供了用于模制一体模制容器的轮胎模具的横截面，所述横截面是在轮胎的赤道面的定向上沿模具的赤道面截取。

图8提供了从塞子的径向内侧看的图7的模具的反向模制塞子部分的透视图。

图9提供了凹入模具腔体的透视图，反向模制塞子从腔体的径向外侧装配到所述模具腔体中。

图10提供了组装到模具的模具腔体中的模具区段和反向模制塞子的透视图。

图11描绘了在轮胎的沟槽下方形成容器的替代性实施例。

在不同的图中使用相同或相似的附图标记表示相同或相似的特征。

具体实施方式

本发明提供一种用于将轮胎监测传感器在轮胎的胎冠区中附接到轮胎内部的一体模制容器。出于描述本发明的目的，现在将详细参考本发明的实施例和/或方法，其一个或多个实例说明于附图中或用附图说明。提供每个实例是为了解释本发明而非限制本发明。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在本发明中进行各种修改和变化。举例来说，说明或描述为一个实施例的部分的特征或步骤可与另一个实施例或步骤一起使用，以产生又另一实施例或方法。因此，希望本发明涵盖这类修改和变化，所述修改和变化处于所附权利要求书以及其等同物的范围内。

对于本公开，以下术语定义如下：

图中的“轴向方向”或字母“A”是指平行于例如轮胎或车轮在其沿着道路表面或对应模具部分行进时的旋转轴线的方向。

在图中的“径向方向”或字母“R”是指与轴向方向正交并且在与从轴向方向正交延伸的任何半径相同的方向上延伸的方向。

“赤道平面”是指垂直于旋转轴线而通过且等分外胎面带和/或车轮结构或对应模具部分的平面。

在图中的“圆周方向”或字母“C”是指与轴向方向正交并且与径向方向正交的方向。

“径向平面”是指垂直于赤道面而通过且穿过车轮或对应模具部分的旋转轴线的平面。

“横向方向”或字母“L”是指正交于赤道面的方向。

如本文中所使用，“胎冠”是指含有轮胎的加强帘布层的轮胎区域，从轮胎的一个胎肩延伸到邻近胎肩。

“胎肩”是指轮胎的邻近于加强帘布层边缘的区。

图1提供了本发明的示例性实施例的横截面，其描绘了固化充气轮胎10，所述固化充气轮胎含有用于定位和保持传感器(未描绘)的一体成型容器100。所述横截面是沿轮胎的径向平面截取，并且描绘了胎圈钢丝32、轮胎胎体帘布层80、胎冠加强帘布层42和胎面沟槽。所示实施例的容器100在轮胎的胎冠区40中在轮胎胎体的内部上与轮胎10一体地形成。在此特定实施例中，容器100沿着轮胎的赤道面定位。在替代实施例中，容器100可以定位成较接近于轮胎的侧壁中的一个，并且不在轮胎的赤道面上居中。

在所示的示例性实施例中，容器100由与模制轮胎的内衬70时使用的相同的弹性体形成。在其它实施例中，容器100可以由用于形成内衬的弹性体和用于构造轮胎的另一弹性体的组合形成。在其它实施例中，用于形成容器100的弹性体的类型是被开发用于模制容器自身的独特调配物，但并不大量使用以形成剩余的轮胎10。

图2提供了轮胎10的局部透视图，其中一体成型容器100定位于轮胎10的内表面上。此实施例的容器示出为具有圆形轮廓，在容器100的径向内侧上具有圆形孔口130。容器100的外围壁120从轮胎10的内衬70径向向内延伸。应当理解，在本发明的范围内可以使用其它容器形状和几何形状，包含具有其它形状的轮廓的容器，例如具有矩形轮廓的容器。

图3示出了图2中所示的轮胎10的局部特写透视图。当外围壁120从轮胎的内衬70延伸时，其向内逐渐变窄。外围壁120在外围壁的径向向内边缘处形成凸缘140。凸缘140从壁120径向向内延伸并且具有孔口130，传感器可以通过所述孔口插入到轮胎中。

图4示出了容器100的截面图，并且描绘了内衬层70、轮胎胎体帘布层80、胎冠加强帘布层42和胎面橡胶90。由于轮胎的模制过程，容器可以由不同的弹性体形成，因为来自胎体帘布层的一定量的弹性体可以流入到形成容器的模具腔体中。或者，可以在模具中邻近于形成容器的腔体放置一定数量的弹性体，并且所述弹性体可以不同于内衬70。

如此处所示，当容器的外围壁120从容器的内衬70和基底110向上延伸时，壁120的外表面122向内逐渐变窄。容器100的壁120的厚度随着其向上延伸而减小。孔口130具有最大直径132，所述最大直径小于容器的外围壁120的内表面124的最大直径126。这为放置在容器100的腔体内的适当大小的传感器的外溢提供了阻力。凸缘140为从容器腔体取出传感器提供了额外的物理约束。在其它实施例中，可以省略凸缘。

图5描绘了容器的正视图，其示出了朝向容器100的中心向内逐渐变窄的外围壁。外围壁120围绕基底110，所述基底在此处可经由容器的孔口130看到。

图6描绘了放置在容器100内的典型传感器400。外围壁和凸缘140限制传感器400在充气轮胎的内部腔体内移动。将传感器定位在轮胎内的特定位置可防止损坏传感器、轮胎，并且一旦安装在轮辋上就可以允许轮胎的精确平衡。传感器400可以放置在容器100内部，并且仅通过传感器在容器内的物理配合来紧固。或者，可以使用粘合剂将传感器紧固在容器内，以进一步限制传感器的移动。

为了模制如本文所描绘的容器100，使用例如在美国专利4,895,692中所描述的刚性芯轮胎模具，在其上放置橡胶和加强件的层，并且在闭合模具之前构造生坯未固化轮胎并加热以允许橡胶组分的固化。图7描绘了用于产生容器100的模具的截面图。典型的刚性芯轮胎模具包括若干模具区段，其允许刚性芯塌缩并且一旦模制阶段完成就允许取出成品固化轮胎。在模具区段200中形成腔体，并且将反向模制塞子210紧固在其内。此处，反向模制塞子210用紧固件250紧固，所述紧固件从模具区段的径向内侧穿过孔口240延伸到在反向模制塞子210内形成的螺纹孔口230中。通过孔口240或在模具区段200内形成的其它排气管提供排放，从而允许橡胶在反向模制塞子210和模具区段200之间的腔体内流动。模具区段的径向外表面204和反向模制塞子径向外表面214可以沿着模具的周向方向弯曲。或者，反向模制塞子径向外表面214可以是平坦的。

图8描绘了反向模制塞子210的径向外部部分。在塞子的此部分中沿着反向模制塞子的截断表面216形成对准特征212。在此实施例中，对准特征212如果呈对准键212的形式，则在紧固时防止反向模制塞子旋转并且允许反向模制塞子210具有弯曲表面的定向。或者，反向模制塞子210可以具有平坦表面214并且仍然具有对准特征212。或者，在反向模制塞子210中可以不存在对准特征212，而径向外表面214是平坦的或者是弯曲的。

图9示出了其中放置有反向模制塞子210的反向模制塞子腔体220。反向模制塞子腔体在所述腔体的基底部分中具有对准特征222。此处，对准特征222被描绘为对应于图8中描绘的反向模制塞子键212的反向模制塞子腔体对准键槽222。如同反向模制塞子对准特征，在替代实施例中，反向模制塞子腔体对准特征可不存在于腔体中。

图10描绘了含有反向模制塞子210的模具区段200的透视图。在此实施例中，反向模制塞子210的径向外表面214和模具区段200的径向外表面204沿周向方向对准并且弯曲。

当构造本文中描绘的本发明的实施例时，可以采用使用刚性芯模具来构建和固化轮胎的常规构造方法。可能需要额外的材料量，以补偿形成容器100的模具空间的额外体积。在所示的实施例中，轮胎在超过20巴的压力下在大约170摄氏度下固化。

图11描绘了在轮胎的沟槽下方形成容器的替代性实施例。当轮胎附接到车辆上并且车辆被操作时，轮胎橡胶的温度升高。将容器100定位在胎面沟槽22上方的位置处可以降低容器100和容纳在其中的传感器400的温度。通过避免轮胎的肋上方的热集中，认为容器在胎面沟槽上方的定位改进传感器和轮胎的稳健性。在此替代实施例中，容器定位成较之于另一外侧更接近于轮胎的一个外侧。或者，在纵向胎面沟槽22定位成与左右外侧等距的情况下，容器100可以定位成与左右外侧等距，并且仍形成在轮胎雨槽22下方。在此替代实施例中，容器的外围壁120由与轮胎的内衬不同的弹性体组合物形成，但以其它方式与轮胎的内衬一体地形成。

所公开技术的方面的所选择组合对应于本发明的多个不同实施例。应注意，本文呈现和讨论的示例性实施例中的每一个不应暗示对本主题的限制。说明或描述为一个实施例的一部分的特征或步骤可与另一个实施例的方面组合使用以产生又另外的实施例。此外，某些特征可与执行相同或类似功能的未明确提及的类似装置或特征互换。

本文所公开的尺寸和值不应理解为严格限于所列举的精确数值。实际上，除非另外规定，否则每个这类尺寸旨在是指所列举的值和围绕所述值的功能上等效的范围两者。例如，公开为“40mm”的尺寸意图表示“约40mm”。此外，本文所公开的尺寸和值不限于规定的测量单位。例如，以英语单位表示的尺寸被理解为包含以公制和其它单位表示的等效尺寸(例如，公开为“1英寸”的尺寸意图表示“2.5厘米”的等效尺寸)。

如本文所使用的，术语“方法”或“过程”是指在不脱离当前公开的发明的范围的情况下，可以以不同于所示的顺序执行的一个或多个步骤。如此处所使用的，术语“方法”或“过程”可以包含至少由一个电子或基于计算机的设备执行的一个或多个步骤。任何步骤的次序都是示例性的，并且不意图将本文描述的方法限制为任何特定的次序，也不意图排除添加步骤、省略步骤、重复步骤或同时执行步骤。如此处所使用的，术语“方法”或“过程”可以包含至少由一个电子或基于计算机的设备执行的一个或多个步骤，所述设备具有用于执行这些步骤的指令的处理器。

术语“一”、“一个”和单词的单数形式应被视为包含相同单词的复数形式，使得这些术语意味着提供一个或多个某物。术语“至少一个”和“一个或多个”可互换使用。被描述为“在a和b之间”的范围包括“a”和“b”的值。

除非明确排除或以其它方式限制，否则本文所引用的每个文档(包含任何交叉参考或相关专利或申请)由此以全文引用的方式并入本文中。任何文件的引用不承认其为本文中所公开或所要求的任何发明的现有技术，或其单独或与任何其它一个参考文件或一个以上参考文件组合教示、表明或公开任何这类发明。另外，在此文件中的术语的任何意义或定义与以引用方式并入的文件中的相同术语的任何意义或定义冲突的情况下，应以在此文件中赋予所述术语的意义或定义为准。

Claims (18)

1.一种固化充气轮胎，其包括：

形成所述轮胎的内部腔体的内衬；

多个胎冠帘布层加强件；以及

与所述内衬一体成型、邻近于所述胎冠帘布层加强件的容器，所述容器包括：

基底表面；

围绕所述基底表面的外围壁，所述外围壁远离所述基底而延伸，所述外围壁具有外表面和内表面，并且所述外围壁具有在所述外围壁的对置部分的所述内表面之间测得的最大壁直径；

由所述外围壁形成的孔口，所述孔口具有的最大孔口直径小于所述最大壁直径，

所述容器通过包括以下步骤的方法形成：

提供具有外部模具部分和芯部分的轮胎模具，所述芯具有腔体，反向模制塞子定位于所述腔体中；

将一定量的未固化弹性体放置在所述芯部分上，未固化橡胶的所述量经过计算以产生足够的压力来迫使所述橡胶在模制期间流入所述腔体与所述反向模制塞子之间形成的空间中；

闭合所述轮胎模具；

在指定的温度轮廓下加热所述轮胎模具达指定时间段，所述时间段经过计算以在所述轮胎固化的同时固化所述未固化弹性体；

打开所述轮胎模具；

从所述模具取出所述轮胎。

2.根据权利要求1所述的轮胎，其中所述容器具有圆形形状。

3.根据权利要求2所述的轮胎，其中所述轮胎具有旋转轴线，并且所述孔口朝向所述轮胎的所述旋转轴线定向。

4.根据权利要求1所述的轮胎，其进一步包括传感器，所述传感器定位于所述容器内。

5.根据权利要求4所述的轮胎，其中所述传感器是轮胎监测系统的一部分。

6.根据权利要求5所述的轮胎，其中所述传感器监测压力。

7.根据权利要求5所述的轮胎，其中所述传感器监测温度。

8.根据权利要求5所述的轮胎，其中所述传感器监测加速度。

9.根据权利要求1所述的轮胎，其中所述内衬和所述容器壁包括相同的弹性体。

10.根据权利要求9所述的轮胎，其中所述弹性体包括丁基橡胶。

11.根据权利要求1至8中任一项所述的轮胎，其中所述容器壁是由具有不同于所述内衬的弹性体的组成的弹性体形成。

12.根据权利要求1所述的轮胎，其中所述外围具有从所述内表面到所述外表面测量的厚度，所述厚度随着所述外围壁从所述基底延伸而减小。

13.根据权利要求1所述的轮胎，其中所述外围壁形成凸缘，所述凸缘在平行于所述基底表面的平面中定向，所述孔口形成所述凸缘的边缘。

14.根据权利要求1所述的轮胎，其中所述容器形成于所述轮胎的雨槽下方。

15.根据权利要求1所述的轮胎，其中橡胶层邻近于所述内衬，且其中所述容器壁包括来自邻近于所述内衬的所述层的橡胶。

16.根据权利要求1所述的轮胎，其中所述孔口是细长的。

17.根据权利要求16所述的轮胎，其中所述孔口的伸长在所述轮胎的横向方向上定向。

18.一种用于将传感器紧固到固化充气轮胎的方法，所述方法包括以下步骤：

提供具有外部模具部分和芯部分的轮胎模具，所述芯具有腔体，反向模制塞子定位于所述腔体中；

将一定量的未固化弹性体放置在所述芯部分上，未固化橡胶的所述量经过计算以产生足够的压力来迫使所述橡胶在模制期间流入所述腔体与所述反向模制塞子之间形成的空间中；

闭合所述轮胎模具；

在指定的温度轮廓下加热所述轮胎模具达指定时间段，所述时间段经过计算以在所述轮胎固化的同时固化所述未固化弹性体；

打开所述轮胎模具；

从所述模具取出所述轮胎。