CN1890117A - 将模块固定到轮胎表面上的装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于将模块固定到轮胎表面上的可拆卸固定元件，包括用于与具有特殊形状的壳体的模块配合的底座。该底座包括板(100)和弹性片(110)，板(100)具有用于与轮胎表面永久相连的组装面，弹性片(110)通过其轮廓的两个相对部分(130，131)与板(100)相连。所述片配置成在模块壳体与所述片配合的部分上施加保持力，其足以使模块(200)保持在预先布置在板支撑面(102)和片(110)之间的适当位置上。

Description

将模块固定到轮胎表面上的装置
技术领域
本发明涉及一种装置，使得通常包括电子元件的模块能可拆除地固定到轮胎表面上。
背景技术
在轮胎中使用电子模块可以具有较宽的应用范围，包括为路线制定或计算获取、存储和传递信息，且更具体地在轮胎的整个使用寿命过程中向使用者通报轮胎性能的变化。
该电子模块可以包括无源部件(passive components)，例如识别芯片或RFID芯片，和/或与独立系统相连以用于提供电能的有源部件(active components)，例如电池，或者甚至是电感耦合系统，其不构成本发明的组成部分。这些模块设计成通过频率和功率仔细调节成特定传输协议的无线电波，与用作使用者接口的外部模块交换期望的信息。这些模块通常布置在弹性或刚性保险罩内部，这些保护罩用于保护电子元件免受冲击以及轮胎内部和围绕轮胎的环境影响。
作为例子，一旦轮胎安装到车轮上，布置在由轮胎形成的腔体内部的模块可以布置在很多支撑上。从而，其可以固定到气门或轮辋上，固定或粘到外胎内壁上，甚至结合到轮胎部件中。这些解决方案之一的选择取决于轮胎类型及其所需承受的压力，电子模块的电源类型，所跟踪的信息，和维护所需的期望可行性。
本领域技术人员要解决的难点之一在于克服无线电波与车轮或轮胎部件之间可能的干扰。如果这些电子模块之一布置在具有金属胎体加强帘布层(plies)的轮胎内部时，这一问题的解决尤其困难。
在最后的情况中，解决方案为将这些模块尽可能地靠近轮胎壁布置，同时考虑轮胎的弹性和模块的相对刚性，耐冲击性，为了对模块进行维护而拆除模块的的可能性，和无论转速和外胎的使用条件如何而确保模块处于适当位置的需要。
使这些需要得到满足的固定方法如EP 0 936 089，US 6 255 940或US 6 462 650中所公开的，这些专利描述了用于将模块固定到轮胎内壁上的系统。这些装置由一块弹性底板组成，该板的一个面用于提供与轮胎内壁的连接，而另一个面具有一个固定装置，该固定装置与布置在模块上的连接装置配合。
但是，在引证的公开文件中提到的所有解决方案均涉及这样的装置，其用于在轮胎内壁和模块之间提供正确连接的底座体积相对较大，且特别是具有连接到模块上的凸出装置。
当轮胎必须在热条件下进行胎面翻新时，后一特征尤其不方便，因为该底座和与其相应的连接至模块的装置在硫化(curing)过程中会有损坏硫化隔膜的危险。更加不便的是在热交换条件下会有局部改变。
因为在硫化(vulcanization)操作完成后，由于磨削操作有破坏性，从而必须在硫化步骤前，通过通过磨削该底座将其去除以替换底座是很必要的。
发明内容
本发明的目标是减少上述困难，通过提供一种组件，其具有位于轮胎内壁上的固定底座，和通过所述底座固定在合适位置上的可拆除模块。该底座的特性特别合适，使得其在热条件下不会妨碍翻新外胎的操作。
更具体地，本发明涉及一种由可拆除模块和固定底座组成的组件，该组件用于固定到轮胎表面上，其中：
-该固定底座包括底板，该底板具有用于永久地连接到轮胎表面上的安装面和支撑面(102)，以及用于将所述模块固定在合适位置上的装置；而
-该模块包括至少一个电子部件和壳体，所述部件至少部分地接合在该壳体中。
该组件的特征在于用于固定在合适位置上的装置包括弹性片，该弹性片位于底板支撑面的相对面并通过其轮廓的两个相对端与所述底板相连；且其中壳体、底板和弹性片的形状和尺寸设置成能够将壳体布置在至少一个固定在合适位置的位置上，其中壳体处于轮胎正常操作条件下，并由弹性片产生的弹性恢复力固定在弹性片和底板支撑面之间的合适位置上。
该模块壳体的形状适于与底座的特殊形状配合，从而无论行驶状况如何，该模块都能固定在合适位置上。
这些底座由窄条橡胶混合物组成，其外形具有特定特征，没有会破坏或损坏硫化隔膜的部分，且其存在于轮胎内表面上不会明显改变硫化操作过程中热交换的局部情况。一旦其永久地固定到轮胎内表面上，在热条件下胎面翻新操作前无需将底座磨去。
附图说明
参考附图，通过阅读本说明和根据本发明的实施例或变化实施例，会了解这种类型底座的优点和特征，其中：
图1表示包括底板和弹性片的底座的简化示意图；
图2表示包括底板和弹性片的底座的简化示意图，其中已经装入了一个模块；
图3表示包括底板和弹性片的底座的端视图，其中已经装入了一个模块；
图4a和4b表示一个能与如图1、2和3中所示底座结合的模块的端视图和外形；
图5表示对底座上的固定方式作第一种变形的简化示意图，包括底板和弹性片的一个变化实施例；
图6表示对底座上的固定方式作第二种变形的简化示意图，包括底板和弹性片的另一个变化实施例；
图7表示一个底座的简化示意图，该底座包括底板和分成两个子部分的弹性片；
图8表示一个底座的简化示意图，该底座包括底板和分成两个子部分的弹性片，其中已经装入了一个模块；
图9表示一个底座的端视图，该底座包括底板和分成两个子部分的弹性片，其中已经装入了一个模块；
图10a和10b表示一个能与如图7、8和9中所示底座结合的模块的端视图和外形；
图11表示对底座上的固定方式作第三种变形的简化示意图；
图12表示根据固定方式的第三种变化，在底座中装入一个模块的简化示意图；
图13表示如图12中所示底座的端视图；
图14a和14b表示一个能与如图11、12和13中所示底座结合的模块的端视图和外形；
图15表示包括开口的底座简化示意图；
图16表示包括开口的底座简化示意图，其中已经装入了一个模块；
图17表示如图16中所示底座的端视图；
图18表示适于具有开口的底座的模块端视图；
图19表示模块的端视图，该模块适于具有开口和包括固定方式的第四种变化的底座；
图20表示模块和底座的简化示意图，其中底座的外形为锯齿形。
具体实施方式
在下文中，相同的附图标记用于表示图1-20中相同或等价的元件。
如图1中所示的底座(1)由底板(100)和大致为矩形的弹性片(110)构成。这两个部件在其部分轮廓(130和131)上彼此相连，从而形成一个闭环片。
底板(100)和弹性片(110)由薄片弹性材料形成。已经发现，为了使在热条件下胎面翻新操作过程中的局部效应最小，使底座的总厚度尽可能地减到最小尤其有利，其中在该操作过程中，热交换通过轮胎内表面进行，在其内部硫化隔膜已经提前展开。实际上，底板(100)或弹性片(110)的厚度小于5mm，更具体地处于1-2mm之间。
底板(100)用于通过其安装面(101)，永久地与轮胎表面相连。为了达到这一点，可以由一层或多层材料形成，这些材料的特性适合底板(100)和轮胎密封橡胶之间，及底板(100)和弹性片(110)之间的粘合条件。
在大多数情况下，底座固定到轮胎内表面上。但是，可以很容易地想到将其固定到所述轮胎的外表面上。在底板安装面和轮胎表面之间提供连接的胶或橡胶混合物可以从其确定。例如，可以使用硅有机树脂胶。还可以通过本领域技术人员公知的橡胶混合物的热或冷硫化进行连接。
为了确保随着时间流逝，能够维持安装面(101)和轮胎表面之间的粘合，可以围绕底盘100的轮廓压花。这种压花可以是波纹形，或者如图20中的锯齿形(103)。
模块(2)由封闭全部或部分电子元件(图中未显示)的壳体(200)构成。该壳体(200)包括用于与弹性片内表面(112)配合的背部(203)以及由一个或多个脚(201，202)形成的下侧，其中脚用于与底板(102)的支撑面接触。
如图2或图3所示，弹性片(110)用于将已经装在底板(102)支撑面和弹性片(110)内表面(112)之间的模块壳体(200)固定在合适的位置上。从而必须寻找弹性适合该功能的材料。实际上，虽然没有限制性，但这些材料在10％伸长量下的弹性模量通常在0.5MPa至5MPa之间。当该模块安装到底座上时，弹性片(100)弹性张紧，这些力导致向该模块壳体(200)的背部(203)施加恢复力，从而如图3、4a和4b中所示的支撑脚(201，202)永久地与底板(100)的支撑面(102)接触。
形成弹性片(110)的橡胶混合物优选地能够抗流动和底座承受的环境条件。
实验表明为了在耐久性试验中得到良好效果，可以采用至少含有一种合成弹性体的固化橡胶混合物，这些合成弹性体从包含EPDM、SBR、聚丁二烯橡胶或丁基合成橡胶的族中选择。此外，该橡胶混合物包括诸如炭黑和适于获得所期望刚性的硫化体系的加强填料，以及合适数量的诸如抗氧化剂的添加剂。这些混合物具有良好的抗流动性和抗氧化性。
已证明矩形底板或弹性片(100)最便于制造和将底板固定到轮胎内表面上，以及安装模块。但是，不偏离本发明的精神，可以改变这种形状，以适应轮胎内表面粘合点上的粘合和体积需要，如图5和图6所示。从而，弹性片(110)的宽度在某些部分可以小于底板(100)的宽度。
以这种方式，底座(1)能够将任何形状的模块(2，3)固定在合适的位置。但是实际上，已经证明必须采用在模块壳体(200)内部能正确卡紧电子元件的形状，从而无论轮胎行驶条件如何，都能确保模块能固定在合适位置上。建议避免当模块安装在底座底板(102)支撑面和弹性片内表面(112)之间后，模块滑出的危险。为了达到这一点，可以在模块的背部(203)上提供肩部(204和205)，为了防止任何模块滑出底座的可能性，将弹性片布置在肩部中间。可以改变两个肩部之间的间距，使其与接触区域中所述弹性片(110)的宽度大体一致，所述接触区域在弹性片(110)和壳体(200)背部(203)之间。
而且，应该尝试改变与底板(102)支撑面接触的模块壳体(200，300，400)下侧的形状，从而避免由于模块壳体和轮胎之间粘弹特性的差异，所导致的这些接触面的过早磨损。从而该模块的壳体应该如图所示，位于一个或多个支撑脚(201，202，301，302，401，402)上，例如，在图3、4a和4b，图9、10a和10b，图13、14a和14b或图17、18和19中，有利地，其形状可以改变，使得无论模块中的产生振动如何、或者每次轮胎旋转时轮胎在底座和模块布置的区域所经历的变形如何、都具有凸起的接触表面，这种接触表面不会侵入底板(102)的支撑表面或轮胎的内表面。实际上，该接触表面中的曲率变化尽可能地连续，避免导致局部正应力的锐边或凸出的边。支撑脚的数量优选地处于一个(图10a，10b，14a，14b，18，19)到两个(图4a和4b)之间，使得在使用过程中具有模块(2，3，4)相对于轮胎的运动具有尽可能最大的独立性。
还可以在不偏离本发明精神的前提下，使用包括底板和弹性片的底座，以省略肩部(204，205)，并以不同的方式固定模块。
固定方式的第一种变化包括提供可拆除的固定装置。例如，如图5中所示，该装置可以通过使螺钉(206)穿过弹性片(110)，并在模块体中制出螺纹而形成。
固定方式的第二种变化包括在装置(207)的辅助下，覆盖位于模块壳体(200)背部(203)和弹性片(110)之间接触区域中的全部或部分弹性片外表面(111)，其中装置(207)仿照壳体的形状，并在诸如固定螺钉(208，209)的可拆除固定装置辅助下，固定在背部(203)上，使弹性片(110)稳固地固定在所述装置(207)和模块壳体背部(203)之间，如图6中所示。
还可以间隔布置支撑脚(201和202)，使得支撑脚夹着位于其与轮胎(图中未显示)内表面接触点之间的底板(100)。但是，如果要使底板(100)高度最小，则该实施例无法正确地固定在合适的位置。
第二变化实施例，且其是特别稳固的实施例，使弹性片和模块(3)壳体之间产生接合，包括产生一个底座，其中弹性片分成两个子部件(115，116)。底板(100)的特性与上述的那些底板相似。弹性片的两个子部件(分别为115和116)布置成彼此相对，并通过其轮廓的一部分(分别为130和131)与底板相连，如图7中所示。
弹性片两个子部件的另两端(117，118)固定到模块(3)的壳体(300)上，使得所述片(115，116)的恢复力传递到所述模块的壳体(300)上。
例如，该变化的一个实施例包括在弹性片两个子部件(115和116)中每一个的端部上具有固定杆(117，118)；所述固定杆(117，118)与底板(100)和弹性片每一子部件(115，116)之间的连接(130，131)相对布置。该杆壳可以为圆柱形，或任何其它合适的形状。
模块(3)的壳体(300)具有两个槽(分别是303和304)，如图10a、10b、14a和14b中所示，这两个槽横向布置在所述壳体的每一侧，且其轮廓适于容纳固定杆(117和118)。将固定杆(117和118)装入槽(分别是303和304)中确保模块(3)保持垂直并与底板(100)的支撑面(102)接触。
为了达到这一点，必须相应地改变弹性片子部件(115，116)的长度和弹性。
一旦安装了模块，则弹性片的两个子部件(115，116)受弹性拉伸，且作为固定杆(117，118)装入槽(303，304)中的结果，这些力导致向模块壳体施加所传递的恢复力，使得如图9和图13中所示的支撑脚(301，302)永久地与底板(100)的支撑面(102)接触。
类似地，且出于与上述相同的原因，推荐在壳体与底板支撑面或轮胎内表面接触的部分上提供一个或多个支撑脚(301，302)。这些支撑脚必须适于具有尽可能不侵入的接触面。
还证明，为了限制模块的运动，必须在用于与支撑脚(301)配合的底板(100)支撑面(102)上提供略微升高的部分(105)，如图7或9所示，以防止支撑脚在底板支撑面(102)上滑动。实际上，这些升高部分(105)的高度不超过1-2mm。如图7或图9中所示，该升高部分(105)可以制成使其围绕支撑脚的接触区域，但其也可以采取稍微凸起的形式(图中未显示)，支撑脚支撑在其上，在与底板支撑面(102)接触的点上，该脚的凹陷形状与在后者上形成的凸起形状相对应。
应该注意，这些构造可以应用到底座任何形式的弹性片中。
在弹性片的这种构造中，还可以在模块的可拆除固定方式中采用第三种变化。为了达到这一点，可以在固定杆(117，118)上形成孔(119，120)，且可以在模块体中结合固定螺钉(305，306)，如图11、12、13、14a和14b中所示。
使弹性片(1)和模块(4)之间产生接合的第三变化实施例，包括在弹性片中形成孔(121)，如图15中所示。改变该孔的边缘，使其卡住模块壳体(400)的优选形状，如图16和图17中所示。为了更好地使模块固定在合适位置，有利地在壳体(400)中提供槽(403)，用于容纳弹性片中所形成孔的边缘，如图18中所示。通过用于制造弹性片的材料弹性，将模块(4)装到该孔中。一旦模块处于合适的位置，则使弹性片受拉伸，从而稳固地将模块固定在槽(403)中的合适位置上，同时对模块施加所需的恢复力，以保持模块(400)的支撑脚(401)与底板(100)支撑面(102)之间的接触。
这里给出的圆形孔只是举例，可以根据模块壳体的特定形状而改变。
一个替代实施例包括向壳体提供可拆除的盖(405)，其可以拧到所述壳体上。一旦模块处于合适位置，则如图19中所示，可以通过将盖(405)拧到壳体上，而将模块固定到弹性片上。这种变形证明特别有利于接近向模块供电的电池。
本发明原理的实施例，即受拉伸的弹性薄膜将模块固定在压向轮胎内表面合适位置上的能力，使得本领域的技术人员在不偏离本发明精神的前提下，可以任意组合上述说明中所示任一变化实施例中的底板、弹性片、支撑脚或可拆除固定装置。

Claims (21)

1.一种由可拆除模块(2，3，4)和固定底座(1)组成的组件，该组件用于固定到轮胎表面上，其中：
-固定底座(1)包括底板(100)，该底板具有用于永久地连接到轮胎表面上的安装面(101)和支撑面(102)，以及用于将所述模块固定在合适位置上的装置；而
-模块(2，3，4)包括至少一个元件和壳体(200，300，400)，所述元件至少部分地接合在壳体中；
其特征在于，所述固定在合适位置上的装置包括弹性片(110)，该弹性片位于底板支撑面(102)相对面，并通过其轮廓的两个相对端(130，131)与所述底板(100)相连；且其中所述壳体(200，300，400)、所述底板(100)和所述弹性片(110)的形状和尺寸提供成能够将所述壳体(200，300，400)布置在至少一个固定在合适位置的位置上，其中在轮胎正常操作条件下，壳体由所述弹性片产生的弹性恢复力固定在所述弹性片和所述底板支撑面(102)之间的合适位置上。
2.根据权利要求1所述的组件，其中当壳体(200，300，400)处于合适位置时，由弹性片(110)产生的弹性恢复力使得当轮胎在正常操作条件下使用时，所述壳体(200，300，400)与弹性片(110)及底板(100)的支撑面(102)始终接触。
3.根据权利要求1或2所述的组件，其中底座(1)和壳体(200，300，400)适于通过插入所述弹性片(110)和所述底板支撑面(102)之间，使所述模块(2，3，4)处于合适位置。
4.根据权利要求3所述的组件，其中所述模块的壳体(200)包括背部，当其位于固定位置中时，用于与弹性片(110)接触，和在模块壳体(200)背部(203)上彼此相对布置的肩部(204，205)，弹性片(110)布置在肩部之间，且肩部间隔布置，间距大致与接触区域中所述弹性片(110)的宽度一致，所述接触区域在弹性片(110)和模块壳体(200)背部(203)之间。
5.根据权利要求1或2所述的组件，其中底座的弹性片分成两个彼此相对布置的子部件(115，116)，子部件中的每一个通过其端部(130，131)之一与底板(100)相连，并通过其另一端(117，118)固定到模块壳体(300)上，从而所述片(115，116)的恢复力传递给所述模块的壳体(300)。
6.根据权利要求5所述的组件，其中通过布置在两个子部件端部的固定杆(117，118)，确保片(115，116)固定到模块壳体(300)上，固定杆(117，118)装到模块壳体(300)上的槽(303，304)中。
7.根据权利要求1或2所述的组件，其中底座(1)的弹性片(110)具有使模块壳体的轮廓(403，404)被卡紧的孔(121)。
8.根据权利要求7所述的组件，其中所述模块的壳体在其轮廓之一上具有槽(403)，该轮廓用于容纳弹性片(110)中形成的孔(121)边缘。
9.根据权利要求1-8中任意一项所述的组件，其中所述模块的所述壳体(300)具有带支撑脚(301)的底座，支撑脚用于与底板(100)的支撑面(102)接触，且其中所述底板在其支撑面(102)上具有一个或多个略微升高的部分(105)，用于与位于模块壳体下侧上的所述支撑脚(301)配合。
10.根据权利要求9所述的组件，其中模块(1)壳体(200，300，400)下侧的所述支撑脚(201，202，301，302，402)具有曲率连续的凸面。
11.根据权利要求1-10中任意一项所述的组件，其中所述底座弹性片(110)的宽度在某些部分小于底板(100)的宽度。
12.根据权利要求1-11中任意一项所述的组件，其中固定底座(1)具有将弹性片固定在模块壳体(200，300，400)背部上的装置(206，207，208，209，305，306)。
13.根据权利要求12所述的组件，其中固定装置为螺钉(208，209，305，306)形式。
14.根据权利要求1-13中任意一项所述的组件，其中底板(100)和弹性片(110，115，116)由厚度小于5mm的弹性体材料片制成。
15.根据权利要求1-13中任意一项所述的组件，其中底板(100)和弹性片(110，115，116)由厚度小于2mm的弹性体材料片制成。
16.根据权利要求1-15中任意一项所述的组件，其中至少形成底座弹性片的弹性体材料为橡胶混合物，该校胶混合物包括至少一种选自包括EPDM、SBR、聚丁二烯橡胶或丁基合成橡胶的组的合成弹性体。
17.根据权利要求1-16中任意一项所述的组件，其中底板(100)的外部轮廓为波纹形。
18.根据权利要求1-17中任意一项所述的组件，其中底板(100)的外部轮廓为锯齿形(103)。
19.一种模块(2，3，4)用于和固定底座(1)形成根据权利要求1-18中任意一项所述的组件。
20.一种固定底座(1)用于和模块(2，3，4)形成根据权利要求1-18中任意一项所述的组件。
21.一种轮胎在其表面之一具有根据权利要求1-18中任意一项所述的组件。
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C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
EE01 Entry into force of recordation of patent licensing contract

Assignee: Shanghai Michelin tire Limited by Share Ltd.

Assignor: MICHELIN RECHERCHE ET TECHNIQUE S.A.|Michelin Soc Tech

Contract fulfillment period: 2007.01.31 to 2026.12.13

Contract record no.: 2007990000027

Denomination of invention: A device for securing the module to the surface of the tire

Granted publication date: unauthorized

License type: Common License

Record date: 20070813

LIC Patent licence contract for exploitation submitted for record

Free format text: COMMON LICENCE; TIME LIMIT OF IMPLEMENTING CONTACT: 2007.1.31 TO 2026.12.13

Name of requester: SHANGHAI MIQILIN BOOST TYRE CO., LTD.

Effective date: 20070813

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