ES2229033T3 - Combinacion de dispositivo de control y parche un neumatico y procedimiento para instalarlo con una antena acoplada. - Google Patents

Combinacion de dispositivo de control y parche un neumatico y procedimiento para instalarlo con una antena acoplada.

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ES2229033T3
ES2229033T3 ES02016589T ES02016589T ES2229033T3 ES 2229033 T3 ES2229033 T3 ES 2229033T3 ES 02016589 T ES02016589 T ES 02016589T ES 02016589 T ES02016589 T ES 02016589T ES 2229033 T3 ES2229033 T3 ES 2229033T3
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Abstract

Un procedimiento de montaje de un dispositivo de control (208) en el revestimiento interno (202) de un neumático (204), que comprende las siguientes etapas: proporcionar un dispositivo de control (208) dotado de al menos un elemento sensor; proporcionar una antena (200) adaptada para quedar alojada en el revestimiento interno (202); alinear el dispositivo de control (208) con la antena (200) y adherir el dispositivo de control al revestimiento interno, según lo cual el dispositivo de control queda alineado con la antena y separado de ella para proporcionar un acoplamiento de señal entre la antena y el dispositivo de control.

Description

Combinación de dispositivo de control y parche para un neumático, y procedimiento para instalarlo con una antena acoplada.
Antecedentes de la invención Campo técnico
La presente invención se refiere, en términos generales, a unos dispositivos de control usados para controlar el estado de un neumático, y, más particularmente, a una combinación de dispositivo de control y parche en la que la antena del dispositivo de control dispuesta en el parche se acopla eléctricamente al dispositivo de control durante el montaje de dicha combinación. Específicamente, la presente invención se refiere a un dispositivo de control encapsulado que tiene un primer terminal eléctrico alineado con un segundo terminal eléctrico dentro de un parche, y en el que la conexión entre la antena y el parche se establece a través del acoplamiento eléctrico entre los terminales eléctricos alineados.
Antecedentes
En la técnica frecuentemente se desea controlar el estado de un neumático mientras está instalado y operativo en el vehículo. Las típicas mediciones deseables son de desgaste, temperatura interna y presión interna del neumático. Preferentemente, estas mediciones se toman mientras el neumático está en uso en el vehículo, sin necesidad de retirar el neumático del vehículo o de situarlo en una posición específica. En la técnica se conocen muchos tipos de dispositivo de control para realizar estas mediciones. Un tipo de dispositivo de control emplea un circuito integrado pasivo, encastrado en el cuerpo del neumático, activado por una transmisión de frecuencia de radio a través de un acoplamiento magnético inductivo. Otros dispositivos de la técnica anterior usados para controlar el estado de un neumático incluyen circuitos autoalimentados instalados en el exterior del neumático - por ejemplo, en el vástago de la válvula. Otros dispositivos electrónicos programables autoalimentados activos se describen en las patentes de Estados Unidos 5.573.610, 5.562.787 y 5.573.611, asignadas al titular de la presente solicitud.
Cada uno de los dispositivos electrónicos programables autoalimentados activos incluye una antena para transmitir la información creada por el dispositivo de control al dispositivo de recogida de datos instalado fuera del neumático. Uno de los problemas de la técnica consiste en colocar la antena de manera que la información creada por el dispositivo de control sea transmitida con toda precisión al dispositivo de recogida de datos instalado fuera del neumático. Conviene situar la antena lo más cerca posible del exterior del neumático con el fin de que las transmisiones atraviesen la menor cantidad posible de material de neumático. En el pasado, la antena del dispositivo de control generalmente se prolongaba hacia el interior de la cámara del neumático, de manera que las ondas de radio tenían que pasar inicialmente a través del aire del interior del neumático, a través del revestimiento interno y a través de la banda lateral, y luego a través del aire exterior hasta llegar al dispositivo de recogida de datos. En la técnica conviene proporcionar una antena para el dispositivo electrónico programable autoalimentado activo que esté situada de manera que las ondas de radio no tengan que pasar a través de la cámara interna del neumático antes de penetrar en la banda lateral del neumático. El aro de reborde y el relleno del ápice del neumático tienden a bloquear la transmisión de radio desde el dispositivo de control. Por consiguiente, en la técnica conviene situar la antena separada del aro de reborde y del relleno del ápice para que la transmisión a través de la banda lateral del neumático sea lo más definida posible. Por el contrario, conviene situar el dispositivo de control lo más cerca posible del aro de reborde, ya que esa zona de la banda lateral experimenta menos tensiones y estiramiento que la parte central de la banda lateral del neumático. En consecuencia, en la técnica conviene proporcionar un procedimiento de fijación de la antena al dispositivo de control que adopte una posición ideal para ambos elementos.
Los dispositivos de control conocidos en la técnica están típicamente encapsulados con un material encapsulante que les proporciona un soporte estructural que evita que el dispositivo acabe destrozado por las fuerzas normalmente existentes y experimentadas por un neumático. En ciertas aplicaciones, el proceso de encapsulación deberá tener presente que la antena debe emerger del dispositivo de control encapsulado. Conviene ofrecer una configuración del dispositivo de control que elimine el problema de la encapsulación, situando la antena separada del dispositivo de control.
Un procedimiento de unión del dispositivo de control al revestimiento interno de un neumático incluye el uso de un parche adhesivo de caucho para recibir al dispositivo de control, siendo la superficie interna del parche de caucho de una configuración tal que se adhiera firmemente al revestimiento interno del neumático. Conviene que el dispositivo sensible de control electrónico y el parche de caucho puedan producirse en sitios diferentes, para su posterior montaje en el momento de adherir el dispositivo de control al revestimiento interno del neumático. Esta separación del parche adhesivo de caucho y del dispositivo de control sensible permite que el parche adhesivo de caucho sea fijado agresivamente al revestimiento interno del neumático sin riesgo de dañar el dispositivo de control sensible. Una vez que el parche adhesivo de caucho está firmemente afianzado al revestimiento interno, se adhiere el dispositivo de control al parche.
Resumen de la invención
En vista de lo anterior, un objeto de la presente invención consiste en proporcionar un procedimiento de instalación de un dispositivo de control en el revestimiento interno de un neumático que no incluye la etapa de conectar física y directamente la antena al dispositivo de control.
Este y otros objetos y ventajas de la presente invención se obtienen a través de un dispositivo de control de neumáticos según la reivindicación 5.
Otros objetos y ventajas de la invención se obtienen mediante un procedimiento de montaje del dispositivo de control en el revestimiento interno de un neumático que incluye las etapas de la reivindicación 1.
Breve descripción de los dibujos
Las realizaciones preferentes de la invención, ilustrativas de la mejor forma en que los solicitantes contemplan aplicar los principios de la invención, se definen en la siguiente descripción, se muestran en los dibujos y se mencionan y establecen de forma específica y distintiva en las reivindicaciones adjuntas.
La figura 1 es una vista en sección parcial de un neumático con la combinación de dispositivo de control y parche unida al revestimiento interno del neumático;
la figura 2 es una vista en sección lateral de una combinación de dispositivo de control y parche;
la figura 3 es una vista de extremo en sección de la combinación de dispositivo de control y parche que muestra la alineación del primer terminal eléctrico con el segundo terminal eléctrico;
la figura 4 es una vista en sección tomada a lo largo de la línea 4-4 de la figura 3;
la figura 5 es una vista en sección fragmentada tomada a lo largo de la línea 5-5 de la figura 3 que muestra una parte en sección del dispositivo de control encapsulado y una parte en sección del parche;
la figura 6 es una vista en sección similar a la figura 1;
la figura 7 es una vista en sección, similar a la figura 6, que muestra la unión del dispositivo de control al revestimiento interno de un neumático; y
la figura 8 es una vista en sección, similar a las figuras 6 y 7, que muestra la presente invención.
Los números similares se refieren a piezas similares la totalidad de los dibujos.
Descripción de la realización preferente
Una combinación de dispositivo de control y parche, que no forma parte de la presente invención, se ilustra en las figuras 1-5 y se indica en general con el número 10. La combinación 10 está unida al revestimiento interno 12 de un neumático 8, según se aprecia en la figura 1. Preferentemente, la combinación 10 está unida al revestimiento interno 12 a través de un medio de unión conocido en la técnica, tal como un adhesivo adecuado.
La combinación 10 incluye un dispositivo de control 14 y un parche de unión 16, fabricados por separado. El dispositivo de control 14 incluye al menos un elemento sensor 18 configurado y adaptado para obtener al menos un parámetro deseado o detectar al menos un estado de ingeniería deseado en el neumático 8. El dispositivo de control 14 incluye también una fuente de alimentación o pila 24 que proporciona energía al dispositivo de control 14. Además de los dispositivos mencionados, hay otros ejemplos de dispositivos de control incluidos en la patente de Estados Unidos Nº 5.573.610, cuyo contenido se incorpora al presente documento por referencia. El elemento sensor 18 está conectado al primer terminal eléctrico 26 a través de un conector 28 adecuado, tal como un cable. El terminal eléctrico 26 puede estar separado del dispositivo de control 14 o puede ser un elemento integral del dispositivo de control 14.
Preferentemente, el dispositivo de control 14 y el primer terminal eléctrico 26 se encapsulan con un material encapsulante 30 que sirve para proteger el dispositivo de control 14. El material encapsulante 30 puede ser un material epoxídico o plástico apropiado que proporcione una estructura rígida en torno al dispositivo de control 14 y el terminal eléctrico 26. El material encapsulante 30 forma un dispositivo de control encapsulado 31 que incluye una superficie inferior 32 que proporciona la superficie de montaje del dispositivo de control encapsulado 31. La superficie inferior 32 tiene al menos una parte sustancialmente plana. El primer terminal eléctrico 26 es sustancialmente paralelo a la parte plana de la superficie inferior 32 y se sitúa adyacente a la superficie inferior 32, aunque está totalmente rodeado de material encapsulante 30.
El parche 16 incluye una antena 34 encastrada en el cuerpo del parche. Un segundo terminal eléctrico 36, conectado a la antena 34, está igualmente encastrado en el parche 16. El parche 16 puede estar formado por un caucho adecuado o por una combinación de cauchos compatibles que proporcionan unas adecuadas propiedades de adherencia al revestimiento interno 12. El parche 16 tiene una superficie superior 38 dimensionada y adaptada para recibir al dispositivo de control encapsulado 31, de manera que la superficie inferior 32 descansa sobre la superficie superior 38 al unir el dispositivo de control encapsulado 31 al parche 16. El segundo terminal eléctrico 36 está situado adyacente a la superficie superior 38, aunque separado de la misma por el material del parche 16. El segundo terminal eléctrico 36 puede estar formado integralmente con la antena 34, y, en algunas de las realizaciones de la invención, puede ser simplemente una parte de la antena 34 dispuesta en un punto que permita su acoplamiento eléctrico a través del material del parche 16. La antena 34 puede ser cualquiera de diversas antenas adecuadas, tales como de cable, barra, placa o similar.
El parche 16 incluye una parte de apoyo 35 que se extiende en sentido contrario a la superficie superior 38. La antena 34 está encastrada dentro de dicha parte de apoyo 35, quedando separada del dispositivo de control encapsulado 31. La parte de apoyo 35 del parche 16 permite que el dispositivo de control encapsulado 31 quede más próximo al aro de reborde 37 y al relleno del ápice 39 del neumático 8 que la antena 34. Dicho posicionamiento permite la propagación de las señales de la antena 34 en torno al aro de reborde 37 y relleno del ápice 39.
El primer terminal eléctrico 26 queda alineado con el segundo terminal eléctrico 36 al montar el dispositivo de control encapsulado 31 en el parche 16. Aunque el primer y segundo terminal eléctrico 26 y 36 estén alineados, quedarán separados entre sí por el material intermedio del parche 16 y del material encapsulante 30. No obstante, el primer y segundo terminal eléctrico 26 y 36 estarán lo suficientemente próximos como para crear un acoplamiento eléctrico para la comunicación entre el elemento sensor 18 y la antena 34. Dicho acoplamiento eléctrico es conocido por los expertos en la técnica, y permite la comunicación de señales entre los terminales 26 y 36. Dicha alineación y separación corresponde a otro objetivo de la presente invención, que permite la instalación del dispositivo de control encapsulado 31 en el parche 16 sin necesidad de una conexión eléctrica física y directa entre la antena 34 y el dispositivo de control 14.
El dispositivo de control 14 y el parche 16 se pueden unir al revestimiento interno en la forma que se indica a continuación. En primer lugar, el dispositivo de control 14 se dota de un elemento sensor 18, un primer terminal eléctrico 26 y un conector 28. A continuación, el dispositivo de control 14 se encapsula con material encapsulante 30, dejando al dispositivo de control 14 y al primer terminal eléctrico 26 totalmente encapsulados. Luego se fabrica el parche 16 con la antena 34 encastrada dentro del cuerpo del parche 16. La antena 34 se conecta a un segundo terminal eléctrico 36, que está igualmente encastrada dentro del cuerpo del parche 16. Las etapas de fabricación del dispositivo 31 y el parche 16 pueden realizarse en sitios diferentes, ya que no se requiere una conexión física entre la antena 34 y el dispositivo 31.
A continuación, se obtiene un neumático 8 provisto de revestimiento interno 12, en el que se instala la combinación 10. El dispositivo de control encapsulado 31 se une primeramente al parche 16, alineando el primer terminal eléctrico 26 con el segundo terminal eléctrico 36. El dispositivo de control encapsulado 31 se une al parche 16 mediante asentamiento de la superficie inferior 32 del dispositivo de control encapsulado 31 sobre la superficie superior 38 del parche 16. Se emplea una forma apropiada de unión de los dos elementos, tal como una unión mediante adhesivo.
Seguidamente, el dispositivo 31 y el parche 16 se unen al revestimiento interno 12 empleando un medio de unión adecuado, tal como un adhesivo. Así, la unión de la combinación 10 al revestimiento interno 12 no requiere una conexión eléctrica física y directa entre la antena 34 y el dispositivo de control 14. La alineación de los terminales eléctricos 26 y 36 y el acoplamiento eléctrico resultante proporcionan la necesaria comunicación entre la antena 34 y el dispositivo de control 14.
La combinación 10 también puede instalarse en el neumático 8 uniendo primero el parche 16 al revestimiento interno 12. El parche 16 puede coserse agresivamente al revestimiento interno 12 sin peligro de dañar el dispositivo de control 14, ya que el dispositivo de control 14 se une posteriormente al parche 16. Una vez que el parche 16 está debidamente adherido al revestimiento interno 12, el dispositivo de control 14 se alinea con el parche 16, según lo anteriormente expuesto, al que se une con un elemento de unión adecuado, tal como un adhesivo. La comunicación entre la antena 34 y el dispositivo de control 14 se crea automáticamente al estar los terminales eléctricos 26 y 36 debidamente alineados; es decir, el acoplamiento de las señales entre la antena y el dispositivo de control se realiza sin una conexión eléctrica intermedia.
En las figuras 6 y 7, correspondientes a la primera realización alternativa, se usa un parche de anclaje 100 para unir el dispositivo de control 102 al revestimiento interno 104 de un neumático 106. Una antena 108 está encastrada dentro de una capa de anclaje 110 del parche de anclaje 100. La comunicación entre la antena 108 y el dispositivo de control 112 se establece cuando el dispositivo de control 112 se une a la capa de anclaje 110. La comunicación se realiza a través de acoplamiento eléctrico.
El parche de anclaje 100 incluye una tapa 114, formada por cualquiera de diversos cauchos curados y separada de la capa de anclaje 110 por una capa de material de curado 116, tal como papel de curado o tela de curado. La capa de anclaje 110 se fabrica de un caucho aún sin curar, pudiendo ser éste un caucho de curado doble o bien un caucho de curado térmico o por reacción química. Unos ejemplos de parche de anclaje 100 y procedimientos de uso del parche se describen en las solicitudes de patente de Estados Unidos series Nº 09/206.273 y 09/205.931, presentadas el 4 de diciembre de 1998. La antena 108 está conectada a un terminal eléctrico 118 que ayuda a establecer el acoplamiento eléctrico entre la antena 108 y el dispositivo de control 112. El terminal eléctrico 118 puede ser parte integral de la antena 108, una extensión de la antena 108 o un elemento separado conectado a la antena 108. El terminal eléctrico 118 puede estar situado adyacente a la superficie externa de la capa de anclaje 110.
El dispositivo de control encapsulado 102 incluye un dispositivo de control 112 rodeado de material encapsulante 120. El dispositivo de control encapsulado 102 está montado en un parche de unión 122, del tipo usado para el montaje del dispositivo de control encapsulado 102 en el neumático 106. Otro terminal eléctrico 124, dispuesto en el parche de unión 122, está conectado directamente al dispositivo de control 112 a través de un conector 126 adecuado. En otras realizaciones de la invención, la conexión entre el terminal eléctrico 124 y el dispositivo de control 112 la constituye el acoplamiento eléctrico anteriormente descrito.
Según se muestra en los dibujos, la antena 108 puede situarse a cierta distancia del aro de reborde 128 y del relleno del ápice 130, en tanto que el dispositivo de control 112 puede quedar dispuesto en la proximidad del aro de reborde 128. La longitud y configuración de la antena 108 no está limitada por la dimensión general del dispositivo de control encapsulado 102 o del parche de unión 122, pudiendo diseñarse de manera que proporcione una comunicación fiable con el dispositivo de recogida de datos instalado fuera del neumático 106.
El dispositivo de control 112 puede montarse en el neumático 106 en la forma que se indica a continuación. El parche de anclaje 100 se fija inicialmente al revestimiento interno 104, usando un adhesivo adecuado o mediante curado del parche de anclaje 100 al revestimiento interno 104. Dicho curado puede ser químico o térmico, y se realiza durante el curado del neumático en bruto. Una vez curado el parche de anclaje 100, se retira la tapa 114 y el material de curado 116 para permitir que el parche de unión 122 que contiene el dispositivo de control encapsulado 102 se adhiera directamente a la capa de anclaje 110. El parche de unión 122 puede adherirse a la capa de anclaje 110 con un adhesivo adecuado o con una capa de caucho sin curar - tal como de cola blanda o caucho de doble curado - que se aplica a la superficie externa del parche de unión 122 y luego se cura a la capa de anclaje 110.
El dispositivo de control encapsulado 102 se instala primeramente de manera que los terminales eléctricos 118 y 124 queden alineados. A continuación, el dispositivo de control encapsulado 102 y el parche de unión 122 se adhieren a la capa de anclaje 110. Los terminales eléctricos 118 y 124 permanecen alineados aunque separados, proporcionando un acoplamiento eléctrico entre la antena 108 y el dispositivo de control electrónico 112.
La presente invención se ilustra en la figura 8. La antena 200 está encastrada en el revestimiento interno 202 del neumático 204. La antena 200 se encastra en el revestimiento interno 202 durante la fabricación del revestimiento interno 202, y se puede configurar idealmente de forma que se comunique con un dispositivo de recogida de datos (no mostrado) situado fuera del neumático 204. Un terminal eléctrico 206, conectado a la antena 200, proporciona la comunicación entre la antena 200 y el dispositivo de control electrónico 208. El terminal eléctrico 206 puede ser parte integral de la antena 200 o simplemente una sección de la antena 200 dispuesta en una posición adecuada para funcionar como terminal eléctrico 206.
El dispositivo de control electrónico 208 se encapsula con un material encapsulante 210 para formar un dispositivo de control encapsulado 212. El dispositivo de control encapsulado 212 se monta en el parche de unión 214. Hay otro terminal eléctrico 216 encastrado en el parche de unión 214 que está directamente conectado al dispositivo de control electrónico 208 a través de un conector 218 adecuado. La conexión entre el terminal eléctrico 216 y el dispositivo de control electrónico 208 puede ser la conexión directa ilustrada en la figura 8 o el acoplamiento eléctrico anteriormente descrito en relación con las figuras 1-5.
El dispositivo de control encapsulado 212 se une al parche de unión 214 por un medio apropiado, tal como un adhesivo. El parche de unión 214 se une al revestimiento interno 202 por un medio apropiado, tal como un adhesivo. La comunicación entre la antena 200 y el dispositivo de control electrónico 208 se logra alineando los terminales eléctricos 206 y 216 y luego uniendo el parche de unión 214 al revestimiento interno 202. Los terminales eléctricos 206 y 216 están alineados, aunque separados, y proporcionan un acoplamiento eléctrico a través del material del revestimiento interno 202 y del parche de unión 214. Este acoplamiento eléctrico permite una comunicación entre la antena 200 y el dispositivo de control electrónico 208.
Por consiguiente, la combinación de dispositivo de control y parche perfeccionada es más simple, proporciona un dispositivo eficaz, seguro y de bajo coste que logra todos los objetivos enumerados de la invención, logra eliminar las dificultades encontradas en los dispositivos de la técnica anterior, resuelve problemas y obtiene nuevos resultados en la técnica.
En la descripción precedente se han empleado ciertos términos por motivos de brevedad, claridad y comprensión; no obstante, no deberían deducirse limitaciones innecesarias de los mismos más allá de lo que requiere la técnica anterior, ya que dichos términos se emplean para fines descriptivos y se pretende que sean interpretados en su sentido amplio.
Además, la descripción e ilustración de la invención es a modo de ejemplo, y el alcance de la misma no se limita a los detalles exactos mostrados o descritos.
Habiendo descrito las características, los descubrimientos y los principios de la invención, la forma en que se construye y usa la combinación de dispositivo de control y parche, las características constructivas y los nuevos, ventajosos y útiles resultados obtenidos, en las reivindicaciones adjuntas se enuncian nuevas y útiles estructuras, dispositivos, elementos, disposiciones, piezas, combinaciones y procedimientos.

Claims (8)

1. Un procedimiento de montaje de un dispositivo de control (208) en el revestimiento interno (202) de un neumático (204), que comprende las siguientes etapas:
proporcionar un dispositivo de control (208) dotado de al menos un elemento sensor;
proporcionar una antena (200) adaptada para quedar alojada en el revestimiento interno (202);
alinear el dispositivo de control (208) con la antena (200) y adherir el dispositivo de control al revestimiento interno, según lo cual el dispositivo de control queda alineado con la antena y separado de ella para proporcionar un acoplamiento de señal entre la antena y el dispositivo de control.
2. El procedimiento de la reivindicación 1, que además comprende las etapas que consisten en proporcionar un primer terminal eléctrico (216) conectado al dispositivo de control (208) y alinear el primer terminal eléctrico con la antena para proporcionar el acoplamiento de señal entre el dispositivo de control y la antena.
3. El procedimiento de la reivindicación 2, que además comprende la etapa que consiste en encastrar la antena en el revestimiento interno.
4. El procedimiento de la reivindicación 2, que además comprende las etapas que consisten en proporcionar un parche de unión (214), montar el dispositivo de control (208) en el parche de unión y situar el primer terminal eléctrico (216) en el parche de unión.
5. Una combinación de neumático (204) y dispositivo de control (208), en la que dicho neumático tiene un revestimiento interno (202) y una antena (200) conectada a dicho revestimiento interno;
dicho dispositivo de control (208) tiene al menos un elemento sensor para detectar un estado técnico del neumático;
dicho dispositivo de control está montado en dicho revestimiento interno;
quedando dicho dispositivo de control alineado con dicha antena y separado de ella para proporcionar un acoplamiento de señal entre el dispositivo de control y la antena.
6. La combinación de la reivindicación 5, en la que dicha antena está encastrada en dicho revestimiento interno.
7. La combinación de la reivindicación 5, que además comprende un parche de unión y en la que dicho dispositivo de control está montado en dicho parche de unión.
8. La combinación de la reivindicación 7, que además comprende un terminal eléctrico (216) dispuesto en dicho parche de unión y en la que dicho terminal eléctrico esta alineado con dicha antena (200) y separado de ella.
ES02016589T 1999-04-29 2000-03-24 Combinacion de dispositivo de control y parche un neumatico y procedimiento para instalarlo con una antena acoplada. Expired - Lifetime ES2229033T3 (es)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US301793 1999-04-29
US09/301,793 US6208244B1 (en) 1999-04-29 1999-04-29 Combination monitoring device and patch for a pneumatic tire and method of installing the same with a coupled antenna

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ES2229033T3 true ES2229033T3 (es) 2005-04-16

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