ES2304921T3 - Antena de dipolo para neumatico de automovil. - Google Patents
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Abstract
Una cubierta neumática que comprende: un dispositivo de control para controlar al menos una condición técnica de la cubierta neumática; teniendo la cubierta neumática una pared lateral, que comprende adicionalmente un pluralidad de cordones de refuerzo dispuestos dentro de la pared lateral del neumático; teniendo el dispositivo de control al menos un elemento detector para detectar al menos una condición técnica de la cubierta neumática; en la que la cubierta neumática define una cámara que está presurizada cuando la cubierta neumática se está usando; y en la que el dispositivo de control se dispone en la cámara y una antena dipolo se monta a la pared lateral en comunicación eléctrica con el elemento detector, incluyendo la antena dipolo un primer y segundo elementos de antena en el que la antena tiene un radio de curvatura que es sustancialmente igual al radio de la pared lateral del neumático en una posición de la antena y recubre una pluralidad de cordones de refuerzo y está dispuesta sustancialmente perpendicular a cada uno de los cordones de refuerzo que recubre, y en la que se proporciona un parche de unión en el que se soporta la antena, estando unido dicho parche al revestimiento interno del neumático en la pared lateral y en la que la antena se dispone radialmente por encima del ensamblaje de talón, caracterizada porque el parche de unión tiene un surco; y porque la antena se dispone en el surco.
Description
Antena de dipolo para neumático de
automóvil.
Esta invención se refiere en general a una
cubierta neumática que comprende un dispositivo de control de
acuerdo con el preámbulo de la reivindicación 1.
Dicha cubierta neumática se conoce de los
contenidos del documento EP 0 505 906 A1. La técnica anterior
adicional se describe en los documentos DE 37 36 803 y JP 11 04 29
15.
Se desea en la técnica controlar las condiciones
de una cubierta neumática mientras que el neumático está instalado
y se está usando en un vehículo. Aunque es deseable controlar las
condiciones técnicas de los neumáticos de coches de pasajeros así
como neumáticos de camiones y autobuses es particularmente deseable
controlar las condiciones de los neumáticos de todoterrenos debido
al coste relativamente alto de los neumáticos y el deseo de
prevenir el tiempo muerto desde el fallo de un neumático. La medida
de las condiciones técnicas de un neumático preferiblemente ocurre
mientras el neumático se está usando en el vehículo todoterreno sin
tener que retirar el neumático del vehículo o situar
específicamente el neumático para tomar las medidas. La medida de
las condiciones técnicas evita de esta manera que el vehículo deje
de estar en servicio y de esta manera aumenta la eficacia del
vehículo. Adicionalmente, indicar cuándo un neumático está
desinflado permite el re-inflado rápido para
corregir la presión que aumenta la vida del neumático proporcionando
un beneficio económico.
En la técnica se conocen numerosos tipos de
dispositivos de control para realizar estas medidas. Un tipo de
dispositivo de control usa un circuito integrado pasivo embebido
dentro del cuerpo del neumático que se activa mediante una
transmisión de radiofrecuencia que activa el circuito por
acoplamiento magnético inductivo. Otros dispositivos de la técnica
anterior usados para controlar las condiciones de neumático incluyen
circuitos auto-accionados que si sitúan fuera del
neumático, tal como en el vástago de la válvula. Otros dispositivos
electrónicos programables auto-accionados activos se
describen en las Patentes de Estados Unidos Nº 5.573.610, 5.562.787
y 5.573.611 cedidas al cesionario de la presente solicitud.
Cada uno de los dispositivos electrónico
programables auto-accionados activos incluye una
antena que se usa para transmitir la información recogida por el
dispositivo de control al dispositivo de recogida de información
situado fuera del neumático. Uno de los problemas en la técnica es
colocar y configurar la antena de manera que los datos creados por
el dispositivo de control se transmitan con precisión al dispositivo
de recogida de información fuera del neumático. En muchos sistemas
de comunicación multipunto se usan antenas polarizadas linealmente
para transmitir la información recogida mediante el dispositivo de
control al dispositivo de recogida de información. Se sabe en la
técnica que el desalineamiento entre el acceso sensible de las
antenas dará como resultado un desajuste de polarización y, de esta
manera, una reducción en la eficacia de las comunicaciones del
sistema. El uso de antenas linealmente polarizadas en neumáticos que
cambian constantemente de posición debido a la rotación de la rueda
crea de esta manera problemas. Generalmente, es deseable que una de
las antenas se polarice circunferencialmente. Se sabe también en la
técnica que la eficacia de transmisión se reduce cuando una
transmisión debe pasar de un material a otro material. Por lo tanto,
se desea colocar la antena tan cerca del exterior de la cubierta
del neumático como sea posible para minimizar el número de cambios
de material que experimenta la transmisión. En el pasado, la antena
del dispositivo de control generalmente se extendía hacia la cámara
interior del neumático de manera que las ondas de radio tenían que
pasar primero a través del aire dentro del neumático, a través del
revestimiento interno, a través de la pared lateral del neumático y
después a través del aire hasta el dispositivo de recogida de datos.
De esta manera, se desea en la técnica proporcionar una antena para
un dispositivo electrónico programable
auto-accionado activo que esté situada y
configurada para maximizar la probabilidad de propagación de señal a
través de la pared lateral del
neumático.
neumático.
El anillo de talón y el relleno de vértice del
neumático tienden a interferir con las radiotransmisiones dispuestas
radialmente desde el dispositivo de control. Se ha encontrado
también que los cordones de refuerzo de acero de la pared lateral
de un neumático todoterreno interfieren también con la propagación
de la señal. Los cordones de refuerzo metálico crean líneas de
interferencia eléctrica que deben considerarse cuando se diseña una
antena para un dispositivo de control electrónico para una cubierta
neumática. Otro problema con la transmisión a través de la pared
lateral de neumático es que la goma de la pared lateral puede
incluir material carbonoso que degrada la propagación de señal.
Otro problema con la transmisión a través de la pared lateral del
neumático es que la energía que dirige la transmisión está limitada
por las radio-regulaciones gobernantes y
consideraciones de diseño. Los dispositivos de control electrónico
preferiblemente son pequeñas fuentes de energía. La cantidad de
energía para dirigir la transmisión está limitada por lo tanto y el
diseño de la antena debe considerar la energía limitada del
dispositivo de control para asegurar una vida útil larga para dicho
dispositivo.
En vista de lo anterior, un objetivo de la
presente invención es proporcionar un dispositivo de control y
configuración de antena que maximiza la probabilidad de propagación
de señal a través de la pared lateral del neumático.
Otro objetivo de la presente invención es
proporcionar un dispositivo de control y configuración de antena
para una cubierta neumática que usa una antena dipolo conectada a un
dispositivo de control electrónico.
Otro objetivo de la presente invención es
proporcionar un dispositivo de control y configuración de antena
que orienta la antena dipolo ortogonalmente con respecto a las
líneas de interferencia eléctrica para maximizar la probabilidad de
propagación de señal a través de la pared lateral de neumático.
Otro objetivo de la presente invención es
proporcionar un dispositivo de control y una configuración de antena
para una cubierta neumática donde la antena dipolo se dispone
próxima adyacente a la pared lateral del neumático de manera que la
señal se propaga directamente hacia la pared lateral.
Otro objetivo de la presente invención es
proporcionar un dispositivo de control y una configuración de antena
para una cubierta neumática que retiene la antena en una
orientación específica y sella la antena desde el interior del
neumático.
Otro objetivo de la presente invención es
proporcionar un dispositivo de control y una configuración de antena
para una cubierta neumática que es de construcción sencilla que
consigue los objetivos indicados de una manera sencilla y eficaz y
barata, que resuelve los problemas y que satisface las necesidades
existentes en la técnica.
Estos y otros objetivos y ventajas de la
presente invención se obtienen mediante una cubierta neumática como
se caracteriza en la reivindicación 1.
Las realizaciones preferidas de la invención,
ilustrativas del mejor modo en el que el solicitante ha contemplado
aplicar los principios de la invención, se indican en la siguiente
descripción y se muestran en los dibujos y se indican
particularmente y claramente y se muestran en las reivindicaciones
adjuntas.
La Figura 1 es una vista de sección de una
cubierta neumática con un dispositivo de control electrónico montado
en el revestimiento interno de neumático;
La Figura 2 es una vista del dispositivo de
control de la pared lateral del neumático tomada a lo largo de la
línea 2-2 de la Figura 1 que muestra diferentes
localizaciones para el dispositivo de control con antenas que
tienen diferentes curvaturas;
La Figura 3 es una vista en planta superior
fragmentada del dispositivo de control y configuración de
antena;
La Figura 4 es una vista de sección tomada a lo
largo de la línea 4-4 de la Figura 3;
La Figura 5 es una vista de sección de una
realización del dispositivo de control y configuración de antena de
la presente invención con el dispositivo de control y antena
retirados de un parche de unión;
La Figura 6 es una vista de sección de una
realización alternativa del dispositivo de control y configuración
de antena con el dispositivo de control unido al parche de unión y
cubierto con un material de recubrimiento;
La Figura 7 es una vista de sección de un
ejemplo;
La Figura 8 es una vista similar a la Figura 3
que muestra otro ejemplo; y
La Figura 9 es una vista similar a las Figuras 3
y 8 que muestra otro ejemplo.
Los números similares se refieren a partes
similares en toda la memoria descriptiva.
Un ejemplo de la combinación de dispositivo de
control y antena se representa en las Figuras 1-4 y
se indica de forma general con el número 10. La combinación de
dispositivo de control y antena 10 incluye una antena dipolo 12 que
está conectada a un dispositivo de control 14. La antena dipolo 12
está montada en una cubierta neumática 16 de manera que maximiza la
probabilidad de propagación de señal deseable a través de la pared
lateral del neumático
18.
18.
La cubierta neumática 16 incluye un anillo de
talón 20 desde el que la pared lateral 18 se extiende hacia fuera
sustancialmente radialmente. Un paquete de cordones de refuerzo 22
se extiende alrededor del anillo de talón 20 y radialmente hacia
fuera a través de la pared lateral 18. El paquete de cordones de
refuerzo 22 puede fabricarse a partir de diversos materiales y
disponerse en diversas orientaciones en la pared lateral 18. En los
grandes neumáticos todoterreno el paquete de cordones de refuerzo 22
puede incluir una pluralidad de cordones de refuerzo metálicos 24
cada uno de los cuales puede extenderse radialmente hacia fuera a
través de la pared lateral 18. Los cordones 24 de esta manera,
están más juntos cerca del anillo de talón 20 que en el radio
externo de la pared lateral 18. El neumático 16 incluye
adicionalmente un revestimiento interno 16 situado en la superficie
interna del neumático 26. El revestimiento 26 puede ser
significativamente más grueso en los neumáticos todoterreno que en
los neumáticos de vehículos de pasajeros. Como se sabe en la
técnica, la cubierta neumática 16 se monta en una llanta y tiene
una cámara interna presurizada cuando se usa. La combinación de
dispositivo de control y antena 10 se dispone en esta cámara
presurizada como se muestra en la Figura 1.
El dispositivo de control 14 puede incluir un
tablero 30 sobre el cual se montan un par de baterías 32, una
unidad de procesamiento central CPU 34 y al menos un elemento
detector 36. Otros diversos elementos pueden situarse también en el
tablero 30. Esta configuración específica del dispositivo de control
14 no es para limitar el alcance de la invención, puestos que
numerosas configuraciones del dispositivo de control funcionarán
con la presente invención. La antena 12 está en comunicación
eléctrica con un elemento de detección 36 tal que la información
recogida por el elemento de detección 36 puede transmitirse mediante
la antena 12 fuera del neumático 16. Los componentes 30, 32, 34 y
36 están todos encapsulados mediante un material de encapsulación
38 para formar un dispositivo de control encapsulado 40. El material
de encapsulación 38 proporciona protección a los componentes 30,
32, 34 y 36. El material de encapsulación 38 puede ser una epoxi
adecuada u otro material que sea sustancialmente rígido después de
que se hayan encapsulado los componentes.
La antena dipolo 12 incluye un primer elemento
de antena 50 y un segundo elemento de antena 52 que se extienden
lejos uno de otro. Cada elemento 50 y 52 puede fabricarse
preferiblemente de un cable metálico redondo aunque pueden usarse
diferentes materiales sin alejarse de los conceptos de la invención.
Las antenas dipolo se conocen en la técnica y pueden tener diversas
configuraciones cualquiera de las cuales puede usarse con la
presente invención. Cada elemento de antena 50 y 52 se conecta a y
está en comunicación eléctrica con elementos de detección 36
mediante un conector adecuado 54 que puede ser uno de una variedad
de conectores conocidos en la técnica.
La antena 12 se dispone en el parche de unión 60
que se usa para montar el dispositivo de control encapsulado 40 o
el revestimiento interno 26. El parche de unión 60 incluye una parte
de pie 62 que se extiende lejos del dispositivo de control
encapsulado 40. La antena 12 se localiza preferiblemente en la parte
de pie 62. El dispositivo de control encapsulado 40 se monta en el
parche de unión 60 mediante un conector adecuado tal como un
adhesivo que se conoce en la técnica. Similarmente, el parche de
unión 60 se monta en el revestimiento interno 26 mediante un
conector adecuado tal como un adhesivo que se conoce en la
técnica.
Como puede observase en las Figuras 1 y 2, la
antena 12 se dispone y configura con respecto a la pared lateral
del neumático 18 de manera que la antena 12 está por encima del
anillo del talón 20 y está orientada sustancialmente perpendicular
u ortogonalmente respecto a los cordones de refuerzo 24. La antena
de localización 12 sustancialmente perpendicular a los cordones de
refuerzo 24 maximiza la probabilidad de una propagación de señal
deseable a través de la pared lateral del neumático 18. Cuando la
combinación de dispositivo de control y antena 10 se usa con otro
neumático que tiene cordones de refuerzo 24 que están desplazados,
la antena 12 se gira de manera que la antena 12 permanece
sustancialmente perpendicular a los cordones de refuerzo 24. Se ha
descubierto que el patrón de propagación de señal de la antena
dipolo 12 proporciona una buena probabilidad de propagación de
señal a través de la pared lateral 18.
La Figura 2 representa tres localizaciones de
combinación de dispositivo de control y antena 10 como se muestra
en 10A, 10B y 10C. Cada combinación 10A, 10B y 10C incluye una
antena 12A, 12B y 12C conectada a un dispositivo de control
encapsulado 40A, 40B y 40C. La curvatura de cada antena 12A, 12B y
12C se ajusta con su localización con respecto a la pared lateral
18 de manera que la curvatura de la antena 12 es sustancialmente
igual al radio de curvatura de la pared lateral 18. Como tal, el
radio de curvatura de la antena 12A es menor que el radio de
curvatura de la antena 12B y ambos radios de curvatura para las
antenas 12A, 12B son menores que el radio de curvatura para la
antena 12C. Ajustando el radio de curvatura de la antena 12A con su
localización en la pared lateral 18, cada intersección de la antena
12 con un cordón de refuerzo 24 es sustancialmente perpendicular u
ortogonal.
En las Figuras 5 y 6 se representa una
realización de la invención. Los componentes de la primera
realización alternativa son sustancialmente iguales a los descritos
anteriormente y los mismos números se usan para referirse a los
mismos elementos. En esta realización, el parche 60 incluye un surco
70 en el que la antena 12 se sitúa cuando el dispositivo de control
encapsulado 40 se une al parche de unión 60. El surco 70 sitúa
apropiadamente la antena 12 con respecto al parche de unión 60 de
manera que una persona que instala el parche de unión 60 y el
dispositivo de control encapsulado 40 sabrá que la antena 12 está
orientada de una cierta manera con respecto al parche 60. Después
de que la antena 12 se disponga dentro del surco 70 y el dispositivo
de control encapsulado 40 se asegure al parche de unión 60, un
material de recubrimiento 72 se sitúa sobre la antena 12 y el surco
70 para cubrir la antena 12 desde el interior del neumático 16. El
material de recubrimiento 72 contiene también la antena 12 en su
posición. El material de recubrimiento 72 preferiblemente puede ser
una epoxi aunque pueden ser otros materiales que se conocen en la
técnica.
En la Figura 7 se representa una realización
alternativa de la invención, donde la antena 12 está embebida
dentro del revestimiento interno 26. En esta realización, la antena
12 se sitúa dentro del revestimiento interno 16 durante la
fabricación del neumático 16 de manera que la antena 12 es
sustancialmente perpendicular a los cordones de refuerzo 24. El
neumático 16 se cura entonces con la antena 12 que se mantiene en el
revestimiento interno 26. El dispositivo de control 14 se conecta
entonces a la antena 12 en un momento posterior por medios
conocidos.
Otro ejemplo de la combinación de dispositivo de
control y antena se representa en la Figura 8 y está indicada de
forma general con el número 100. La antena 102 de la configuración
100 incluye un primer elemento de antena 50 y un segundo elemento
de antena 52 de la antena dipolo 12 analizada anteriormente. La
antena 102 incluye adicionalmente un tercer elemento de antena 104
que está espaciado del primer y segundo elementos de antena 50 y
52. El tercer elemento de antena 104 está conectado al primer y
segundo elementos de antena 50 y 52 mediante un par de elementos
finales 106 que son sustancialmente semicirculares. Los elementos de
antena 50, 52 y 104 están orientados sustancialmente
perpendiculares a las líneas de interferencia eléctrica en la pared
lateral 18.
Otro ejemplo de la combinación de dispositivo de
control y antena se representa en la Figura 9 y está indicada de
forma general con el número 110. La combinación 110 incluye
sustancialmente los mismos elementos que la combinación 100
descrita anteriormente. La única diferencia es que cada uno de los
elementos finales 112 de la antena dipolo radial 114 es
sustancialmente perpendicular a las partes finales de los elementos
de antena 50, 52 y 104. La antena dipolo real 114 está situada para
que sea sustancialmente perpendicular a las líneas de interferencia
eléctrica en la pared lateral 18.
Por consiguiente, la combinación mejorada de
antena dipolo y neumático de automóvil se simplifica, proporciona
un dispositivo eficaz, seguro, barato y eficiente que consigue todos
los objetivos enumerados y permite eliminar las dificultades
encontradas con los dispositivos anteriores y resuelve los problemas
y obtiene nuevos resultados en la técnica.
En la descripción anterior, se han usado ciertos
términos por brevedad, claridad y compresión, aunque no deben
suponerse limitaciones innecesarias a partir de los mismos más allá
del requisito de la técnica anterior porque dichos términos se usan
con propósitos descriptivos y están destinados a entenderlos en toda
su amplitud.
Además, la descripción e ilustración de la
invención es a modo de ejemplo y el alcance de la invención no se
limita a los detalles exactos mostrados o descritos.
Habiendo descrito ahora las características,
descubrimientos y principios de la invención, la manera en la que
se construye y se usa la combinación de antena dipolo y neumático de
vehículo, las características de construcción y las ventajas de los
nuevos y útiles resultados ventajosos obtenidos; las nuevas y útiles
estructuras, dispositivos, elementos, disposiciones, partes y
combinaciones se muestran en las reivindicaciones adjuntas.
Claims (10)
1. Una cubierta neumática que comprende:
un dispositivo de control para controlar al
menos una condición técnica de la cubierta neumática;
teniendo la cubierta neumática una pared
lateral, que comprende adicionalmente un pluralidad de cordones de
refuerzo dispuestos dentro de la pared lateral del neumático;
teniendo el dispositivo de control al menos un
elemento detector para detectar al menos una condición técnica de
la cubierta neumática;
en la que la cubierta neumática
define una cámara que está presurizada cuando la cubierta neumática
se está usando; y en la que el dispositivo de control se dispone en
la cámara y una antena dipolo se monta a la pared lateral en
comunicación eléctrica con el elemento detector, incluyendo la
antena dipolo un primer y segundo elementos de antena en el que la
antena tiene un radio de curvatura que es sustancialmente igual al
radio de la pared lateral del neumático en una posición de la
antena y recubre una pluralidad de cordones de refuerzo y está
dispuesta sustancialmente perpendicular a cada uno de los cordones
de refuerzo que recubre, y en la que se proporciona un parche de
unión en el que se soporta la antena, estando unido dicho parche al
revestimiento interno del neumático en la pared lateral y en la que
la antena se dispone radialmente por encima del ensamblaje de
talón, caracterizada porque el parche de unión tiene un
surco; y porque la antena se dispone en el
surco.
2. La combinación de la reivindicación 1 en la
que el dispositivo de control se soporta en el parche de unión.
3. La combinación de la reivindicación 2 que
comprende adicionalmente un material de recubrimiento dispuesto
sobre la antena.
4. La combinación de la reivindicación 3 en la
que el material de recubrimiento se dispone también sobre el
dispositivo de control.
5. La combinación de la reivindicación 4 que
comprende adicionalmente un material de encapsulación que encapsula
el dispositivo de control para formar un dispositivo de control
encapsulado.
6. La combinación de la reivindicación 1 que
comprende adicionalmente una pluralidad de cordones de refuerzo
dispuestos radialmente en las paredes laterales.
7. La combinación de la reivindicación 1, en la
que la antena dipolo incluye un primer y segundo elementos de
antena que se extienden lejos entre sí;
y en la que cada uno del primer y segundo
elementos de antena está conectado al dispositivo de control.
8. La combinación de la reivindicación 7, que
comprende adicionalmente un tercer elemento de antena separado del
primer y segundo elementos de antena; primer y segundo elementos
finales; conectado el primer elemento final el primer elemento de
antena al tercer elemento de antena; y conectando el segundo
elemento final el segundo elemento de antena al tercer elemento de
antena.
9. La combinación de la reivindicación 8, en la
que cada elemento final es semicircular.
10. La combinación de la reivindicación 8, en la
que cada elemento final es sustancialmente perpendicular al tercer
elemento.
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