DE60015868T2

DE60015868T2 - Verfahren zur Befestigung eines Gegenstandes an der Innenseite eines Luftreifens

Info

Publication number: DE60015868T2
Application number: DE60015868T
Authority: DE
Inventors: Jonathan David Bilton Youngman; Frederick Vernon Burntwood Prottey
Original assignee: Sumitomo Rubber Industries Ltd
Current assignee: Sumitomo Rubber Industries Ltd
Priority date: 1999-07-20
Filing date: 2000-07-19
Publication date: 2005-10-20
Anticipated expiration: 2020-07-20
Also published as: JP2001030369A; EP1070580A3; EP1070580B1; DE60015868D1; GB9916914D0; US6524415B1; JP4550974B2; EP1070580A2

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Anbringen eines Gegenstandes an der Innenseite eines Reifenhohlraums. Im Besonderen betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Anbringen eines elektronischen Mikrochips an dem Innerliner eines Luftreifens.
In der letzten Zeit ist vorgeschlagen worden, einen Luftreifen mit einem elektronischen Mikroprozessor oder Mikrochip zu versehen, der dazu verwendet werden kann, Betriebsparameter, wie etwa die Temperatur oder den Temperaturverlauf des Reifens im Gebrauch eines Fahrzeugs, aufzuzeichnen und zu überwachen.
Das Anbringen eines derartigen Mikrochips an der Außenfläche des Reifens, wie etwa der Seitenwand, ist klar keine besonders günstige Option im Hinblick auf die Wahrscheinlichkeit einer Beschädigung aufgrund eines physikalischen Einflusses oder aufgrund dessen, dass er Wasser oder dergleichen ausgesetzt wird. Die Alternative, das elektronische Bauteil an der Innenseite des Reifens anzubringen, ist ebenfalls problematisch, da die Innerliner von modernen schlauchlosen Luftreifen unvermeidlich einen oder mehrere einer Anzahl von hoch gesättigten Butylkautschuken umfassen, die im vulkanisierten Zustand eine unzureichende chemische Reaktionsfähigkeit für die meisten praktischen Klebstoffsysteme zeigen, um eine zuverlässige Bindung zu erhalten.
Dementsprechend ist bisher vorgeschlagen worden, einen derartigen Mikrochip in die Reifenkarkasse einzuarbeiten. Ein Vorschlag ist gewesen, den Mikrochip im Inneren des voluminösen Kernreitergummis in dem Reifenwulstbereich einzulassen, aber dies ist als nicht zufrieden stellend angesehen worden, da es erfordert, dass das elektronische Bauteil den Beanspruchungen beim Reifenbau standhalten muss.
Die EP 1 006 009 A und EP 1 048 494 A betreffen beide ein Verfahren zum Anbringen einer elektronischen Einrichtung an einem Luftreifen. Zu diesem Zweck wird ein Flecken mit einer aus vorzugsweise vulkanisiertem Kautschuk oder anderen Kunststoffen oder Metall hergestellten Abdeckung und einer Schicht aus nicht vulkanisiertem Kautschuk vorbereitet. Dieser Flecken wird vor dem Vulkanisieren auf einem Innerliner eines Rohreifens angeordnet. Wenn der Reifen vulkanisiert worden ist, ist der Flecken fest mit dem Innerliner verbunden. Danach wird die Abdeckung entfernt, wodurch auf der Gummischicht eine Fläche zum Anbringen einer elektronischen Einrichtung freigelegt ist.
Da während des Vulkanisierens des Reifens die Gummischicht ebenfalls vulkanisiert wird und daher nicht länger klebt, ist es notwendig, darüber hinaus einen Klebstoff auf die vulkanisierte Gummischicht aufzutragen, um daran eine elektronische Einrichtung anzubringen.
Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein verbessertes Verfahren zum sicheren Anbringen eines Gegenstandes, wie eines elektronischen Mikrochip-Bauteils, an der Innenseite eines schlauchlosen Luftreifens bereitzustellen.
Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst.
Durch Auftragen der ersten Schicht aus nicht vulkanisierendem Acrylklebstoff, der bis zu Temperaturen von 200°C stabil ist, auf die Innenfläche des Reifens, während der Kautschuk in einem nicht vulkanisierten Zustand ist, ist eine ausreichende Reaktionsfähigkeit zwischen dem Kleb stoff und der Kautschukoberfläche vorhanden, um eine angemessene Bindung sicherzustellen.
Weitere Aspekte der Erfindung werden aus der folgenden lediglich beispielhaften Beschreibung einer Ausführungsform der Erfindung in Verbindung mit den folgenden schematischen Zeichnungen deutlich werden, in denen:
1 eine erste Klebstoffschicht zeigt, die auf die Innenfläche eines Reifens aufgetragen ist und mit einer Maskierungsschicht abgedeckt ist;
2 die erste Klebstoffschicht von 1 zeigt, die durch Entfernen der Maskierungsschicht nach dem Formen des Reifens freigelegt ist;
3 einen Mikroprozessor zeigt, der mit einer zweiten Klebstoffschicht beschichtet ist;
4 den Mikroprozessor zeigt, der an den Reifen geklebt ist; und
5 Details der Abmessungen der Dicke des Klebstoffs zeigt.
Die vorliegende Erfindung betrifft das Problem, einen Gegenstand, wie etwa einen Mikrochip an der Innenfläche eines Reifens zu kleben. Mikrochips und elektronische Einrichtungen werden unvermeidbar in starren Kunststoffgehäusen untergebracht, um die empfindliche Elektronik zu schützen. Um ein derartiges Bauteil erfolgreich zu montieren, ist es notwendig, es von der Reifenoberfläche unter Verwendung eines flexiblen Klebstoffs zu beabstanden, welcher in der Lage ist, den unvermeidbaren Scherkräften standzuhalten, die durch den Reifen erzeugt werden, der sich im Gebrauch verformt.
In 1 ist eine erste Klebstoffschicht 1 gezeigt, die auf eine Fläche der Oberfläche 5 des Kautschukinnerliners eines schlauchlosen Luftreifens aufgetragen ist. Der Klebstoff kann durch irgendein praktisches Mittel, wie etwa durch Ausbreiten mit einem Messer oder durch Beschichtung mit einer Rolle aufgetragen werden.
Nach dem Auftragen auf die Innenfläche 5 des Reifens, wird die erste Klebstoffschicht 1 durch eine Maskierungsschicht M aus einem flexiblen, wärmebeständigem Material vollständig abgedeckt, das die weitere Eigenschaft einer lediglich begrenzten Anhaftung an dem Klebstoff der ersten Schicht 1 aufweist, so dass sie anschließend entfernt werden kann.
Erfindungsgemäß kann die erste Klebstoffschicht alternativ im Voraus auf die Maskierungsschicht aufgetragen werden und dann können beide auf die Innenfläche des Reifens aufgetragen werden.
Der Reifen mit der ersten Klebstoffschicht 1 und Maskierungsschicht M wird dann in einer beheizten Form auf herkömmliche Weise vulkanisiert. Die Anwesenheit der Maskierungsschicht M schützt somit die Klebstoffschicht davor, bei dem Formgebungsprozess verunreinigt zu werden und an dem Heizbalg anzuhaften, und verhindert auch, dass die Klebstoffschicht sich unter dem Einfluss des aufgebrachten Formgebungsdrucks weiter ausbreitet.
Nachdem die Vulkanisation abgeschlossen ist, wird der Reifen ausgeformt und die Maskierungsschicht M wird entfernt, um die erste Klebstoffschicht freizulegen, wie es in 2 gezeigt ist. Abhängig von der besonde ren Dicke der ersten Klebstoffschicht, der Dicke der Maskierungsschicht M und dem Druck, der beim Formen aufgebracht wird, kann die Klebstoffschicht auf der Reifenoberfläche belassen werden, wie es gezeigt ist, oder teilweise oder vollständig in den Gummi eingedrückt werden, oder auch unter dem Niveau des umgebenden Gummis liegen.
Bei einem anderen in 3 gezeigten Vorgang wird eine Oberfläche des Mikrochips 3 mit einer zweiten Klebstoffschicht 2 beschicht. Wieder kann die Beschichtung durch ein herkömmliches Mittel vorgenommen werden.
Anschließend wird bei dem abschließenden Vorgang die zweite Klebstoffschicht 2 in Kontakt mit der ersten Klebstoffschicht 1 gebracht, um den Mikrochip 3 an die Innerlineroberfläche 5 des Reifens zu kleben, wie es in 4 gezeigt ist.
Es ist herausgefunden worden, dass für das Material der ersten Klebstoffschicht 1 ein nicht vulkanisierender Acrylklebstoff, der von 3M als "VHB" A10 erhältlich ist, zum Ankleben an Halogenbutyl- (Chlorbutyl- und Brombutyl-) Innerliner, die üblicherweise bei Reifen verwendet werden, besonders geeignet ist. Dieses Material ist flexibel und soll über einen Betriebstemperaturbereich von –30° bis +260° mit einer maximalen kontinuierlichen Betriebstemperatur von 150° stabil sein und ist daher gut geeignet, einen Reifenvulkanisationsprozess auszuhalten, der typischerweise Temperaturen von 170 bis 180°C erreicht. Die Dicke der Schicht kann im Bereich von 0,05 mm bis 2,0 mm liegen, beträgt aber vorzugsweise 0,25 mm.
In Verbindung mit dem ersten klebenden Material ist die Verwendung einer Maskierungsschicht M aus einem Polyesterfilm, wie etwa der, der unter dem Handelsnamen MYLAR vertrieben wird, mit einer Dicke im Bereich von 0,03 mm bis 0,2 mm als geeignet befunden worden. Eine Filmdicke von 0,08 mm ist besonders bevorzugt. Man glaubt, dass ein derartiger Polyesterfilm eine Schmelztemperatur von über 230°C aufweist.
Für das Material der zweiten Klebstoffschicht ist ein anderer flexibler nicht vulkanisierender Acrylklebstoff, der von 3M als "VHB" 4918F erhältlich ist, als mit dem obigen Material der ersten Schicht wirksam befunden worden. Man glaubt, dass dieser Klebstoff über einen Betriebstemperaturbereich von –30° bis 150°C mit einer unteren maximalen kontinuierlichen Betriebstemperatur von 93°C stabil ist. Die Dicke dieser zweiten Schicht kann im Bereich von 0,5 mm bis 4,0 mm liegen, beträgt aber vorzugsweise 2,0 mm. Während die obige Ausführungsform zwei unterschiedliche Klebstoffe anwendet, können jedoch die Materialien von sowohl der ersten als auch der zweiten Klebstoffschicht das gleiche Material sein.
Bei einer bevorzugten Anordnung werden die Dicken der ersten und der zweiten Schicht derart gewählt, dass der angeklebte Mikrochip von der Reifenoberfläche einen minimalen Abstand von zwischen 2 % und 8 % und vorzugsweise 4 % seiner maximalen geradlinigen Messung entlang der Klebefläche, d.h. der Fläche, auf die die zweite Klebstoffschicht aufgetragen ist, entfernt gehalten wird. Dies ist in 5 veranschaulicht, die eine Draufsicht (5a) und Front- und Seitenansichten (5b, 5c) eines an einer Reifenoberfläche S befestigten Mikrochips 3 zeigt. Somit wird erfindungsgemäß der Mikrochip 3 von der Reifenoberfläche 5 einen Abstand d entfernt gehalten, der zwischen 2 % und 8 % der maximalen Abmessung D des Mikrochipmoduls entlang seiner Klebefläche ist, welche, da dieser eine rechteckige Form aufweist, eine Diagonale ist.
Wenn der Trennungsabstand d zu klein ist, wird dann der Schergradient durch die Klebstoffschichten zu groß und die Bindung versagt, und wenn d zu groß ist, ist dies eine unnötige Vergeudung von Klebstoff und kann dazu neigen, Luft zwischen den Klebstoffschichten einzufangen.
Erfindungsgemäß kann nur ein Teil der ersten Klebstoffschicht zu Beginn beim Ankleben eines Mikrochips benutzt werden. Der Rest der Klebstoffschicht kann zur anschließenden Verwendung beim Ankleben eines anderen Mikroprozessors, der möglicherweise eine andere Funktion erfüllt, oder eines Austauschmikrochips, beispielsweise wenn der Reifen runderneuert wird, nicht freigelegt belassen werden. Alternativ können natürlich zwei oder mehr derartige Flächen aus der ersten Klebstoffschicht für ähnliche anschließende zusätzliche Mikroprozessoren vorgesehen sein.
Dementsprechend stellt die vorliegende Erfindung ein Verfahren bereit, durch das ein Mikrochip zweckmäßig und sicher an der Innenfläche eines schlauchlosen Luftreifens zum Zweck der Überwachung seiner Betriebsparameter angebracht werden kann.

Claims

Verfahren zum Anbringen eines Gegenstandes (3) an der Innenfläche (S) eines Luftreifens, gekennzeichnet durch Beschichten eines Bereiches der Innenfläche einer unvulkanisierten Reifenkarkasse mit einer ersten Schicht (1) aus nicht vulkanisierendem Acrylklebstoff, der bei Temperaturen bis zu 200°C stabil ist, Abdecken der ersten Schicht (1) aus Klebstoff mit einer entfernbaren Maskierungsschicht (M), die ein flexibles und wärmebeständiges Material umfasst, Vulkanisieren der Reifenkarkasse in einer beheizten Reifenform, Entnehmen des vulkanisierten Reifens aus der Form und Entfernen der Maskierungsschicht (M), um die erste Schicht (1) aus Klebstoff freizulegen, Beschichten einer Seite des Gegenstandes (3) mit einer zweiten Schicht aus Klebstoff (2) und Anbringen des Gegenstandes an dem Reifen, indem die erste (1) und die zweite (2) Schicht aus Klebstoff zusammengebracht werden.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Schicht (1) aus Klebstoff durch das Vulkanisieren des Reifens unverändert bleibt.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Schicht (2) aus Klebstoff ein nicht vulkanisierendes Klebstoffmaterial umfasst, das bei Temperaturen bis zu 150°C stabil ist.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die erste und die zweite Schicht (1, 2) aus Klebstoff aus dem gleichen Klebstoff bestehen.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der geklebte Gegenstand (3) durch die Klebstoffschichten (1, 2) von der umgebenden Gummioberfläche (S) einen minimalen Abstand (d) getrennt ist, der zwischen 2% und 8% des maximalen geradlinigen Abstandes (D) entlang der Klebefläche des Gegenstandes (3) beträgt.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Schicht (1) aus Klebstoff eine Dicke im Bereich von 0,05 mm bis 2,0 mm aufweist.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Schicht (2) aus Klebstoff eine Dicke von 0,5 mm bis 4,0 mm aufweist.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Maskierungsschicht (M) einen Polyesterfilm umfasst.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Maskierungsschicht (M) eine Dicke im Bereich von 0,03 mm bis 0,2 mm aufweist.