包括射頻轉發器的車輛輪胎的製作方法

2023-09-19 15:45:50

專利名稱：包括射頻轉發器的車輛輪胎的製作方法
技術領域：
本發明涉及用於車輪的輪胎。
背景技術：
在實踐中，例如從文獻EP-1977912已知，在車輪的輪胎中設置射頻識別轉發器，也稱作無線電標籤或RFID (射頻識別)標籤。轉發器設置在輪胎的一個或兩個胎側中。轉發器中有可能記錄特別是與輪胎製造相關的信息，可以在輪胎的使用和壽命的各個階段通過合適的讀取器遠程讀取所述信息。因此，重要的是能夠在所有環境下簡單地讀取轉發器中包括的信息。然而，發現該讀取操作有時難以實現，讀取器必須設置在非常靠近輪胎之處從而進行通訊。特別當輪胎形成已經裝配在車輛上的車輪的一部分時，這是困難的。

發明內容
本發明的一個目的是使與車輪輪胎的轉發器的相互作用更為簡單。因此，根據本發明，提出一種車輛輪胎，包括-橡膠體，所述橡膠體在所述輪胎的內表面上具有在周向方向上的連結區域，和-射頻轉發器，所述射頻轉發器與所述連結區域圍繞所述輪胎的主軸線形成的角度大於或等於90°。特別地，本發明人已經檢驗在轉發器相對於輪胎的單個點的位置和與轉發器通訊的質量之間是否存在關聯。然後，本發明人驚訝地發現，如果轉發器的位置相對於橡膠與其自身的連結區域在周向方向上定位在輪胎的內表面上時，實際上存在這種關聯。通過在大多數輪胎上觀察和觸摸可以容易地定位橡膠焊接至其自身的所述區域。通常甚至當製造輪胎時，在設置各個橡膠層和其他輪胎元件的過程中，特別是在構造預成型件的過程中考慮到這一點。已經發現，當上述角度大於或等於90°時，與轉發器的遠程通訊比小於該值的情況更好。特別地，已經發現可以在離輪胎更遠距離之處進行讀取。該出人意料的結果使得有可能將轉發器設置在輪胎內，同時改進保證與轉發器通訊的質量的水平。優選地，所述角度大於或等於135°，特別是大於150°，並且優選等於180°。最後一個值特別對應於允許以最遠距離通訊的轉發器位置。優選地，轉發器與輪胎的胎側接觸，所述胎側承載提供輪胎信息的刻印。特別地，還觀察到如果轉發器被承載DOT (運輸部特別與輪胎製造的廠家和日期相關的監管標誌)的胎側支撐時，與被其他胎側支撐的情況相比，輪胎可被更遠程地讀取。根據本發明還提供一組數個輪胎，其中兩個輪胎或至少兩個輪胎，優選所有輪胎為根據本發明的輪胎。根據本發明還提供一種車輛，所述車輛包括至少兩個根據本發明的輪胎，優選所述車輛的所有輪胎均為根據本發明的輪胎。根據本發明還提供一種車輛胎坯預成型件，包括-橡膠體，所述橡膠體在所述預成型件的內表面上具有在周向方向上的連結區域，和-射頻轉發器，所述射頻轉發器與所述連結區域圍繞所述預成型件的主軸線形成的角度大於或等於90°。根據本發明還提供一組數個胎坯預成型件，其中兩個預成型件或至少兩個預成型件，優選所有預成型件為根據本發明的胎坯預成型件。根據本發明還提供一種用於製造車輛胎坯預成型件或車輛輪胎的方法，其中將射頻轉發器(12)設置在橡膠體上，使得所述轉發器與在所述預成型件或所述輪胎的內表面上的周向方向的所述橡膠的連結區域(16)圍繞所述預成型件或所述輪胎的主軸線形成的角度大於或等於90°。特別地，當轉發器設置在用於製造輪胎的預成型件中時，可以規定轉發器佔據上述位置。 有利地，根據本發明連續地製造數個預成型件或數個輪胎。根據本發明還提供一種用於處理至少一個車輛輪胎的方法，其中將射頻轉發器附接至固化的橡膠體上，使得所述轉發器與在所述輪胎的內表面上的周向方向的所述橡膠的連結區域圍繞所述輪胎的主軸線形成的角度大於或等於90°。因此，還有可能提供轉發器使其裝配至已經製造的輪胎。甚至可以是已經使用的輪胎，亦即已經隨車輛運行的輪胎。即使在該情況下，有可能通過以合適的方式將轉發器設置在輪胎上從而改進與轉發器遠程通訊的質量。有利地，根據本發明連續地處理數個輪胎。


在參考附圖作為非限制性實施例提供的實施方案的如下說明中，也將出現本發明的其它特徵和優點，在附圖中-圖I是根據本發明的輪胎的局部立體圖；-圖2是已經用於製造圖I的輪胎的預成型件的正面圖。-圖3是顯示製造圖2的預成型件的步驟的立體圖。-圖4是顯示用於進行實驗測量的裝置的正面圖；-圖5是顯示這些測量的結果的圖表；和-圖6是裝配有根據本發明的輪胎的車輛的示意圖。
具體實施例方式圖I中顯示了根據本發明的用於車輪的輪胎2。所述車輛可以是客用車輛、多用途車輛、重型貨物車輛或工程機械，並且可以包括兩個、三個、四個或更多個輪。輪胎2特別具有旨在與地面接觸的胎冠區域4和形成側區域的兩個胎側6a和6b。輪胎包括主軸線8。胎冠區域具有相對於軸線8的具有通常圓柱形形狀的外表面，而胎側6a和6b具有通常平坦且垂直於該軸線的環形形狀。輪胎包括由各種組分，特別是天然橡膠、合成橡膠和化學添加劑(硫、炭黑、油等)的共混物形成的橡膠。其還包括織物和/或金屬簾線。在該實例中，圖I中可見的胎側6a是參考側並且包括D0T，而胎側6b是反參考側。它們分別被稱為「REF側」和「AREF側」。AREF側6b承載用於識別輪胎的參考號，包括唯一序列號。兩側包括以浮雕形式形成的和/或凹陷在橡膠中的各種標誌10，並且所述標誌10可以包括例如所有或部分如下信息-與輪胎相關的商標名；-輪胎類型；-以毫米計的胎側厚度；-表示輪胎沒有內胎的指示「無內胎」(TL)；
-負載指數；-速度指數；-形狀因子；-表示輪胎具有徑向結構的字母「R」；-製造商名稱；和-輪胎的座直徑。輪胎2包括射頻識別轉發器或標籤12。當製造圖2中所示的預成型件14時，例如如文獻EP-1977912中所述將該轉發器併入輪胎中，應參考該文獻以進一步解釋。轉發器12是本身已知的類型並且由半導體晶片和天線組成。讀取器能夠讀取和錄寫晶片中的數據。通過射頻進行轉發器的通訊和供電。為此，特別適合於該目的的讀取器向讀取器領域內的轉發器發射請求並且轉發器立即回應該請求，所有這些均根據預定的通訊協議進行。電子晶片配備有存儲器，其中讀取器可以根據情況閱讀或錄寫數據。為此，讀取器發射無線電波然後監聽由其讀取領域內的轉發器提供的響應。在該實例中，轉發器12旨在通過無線電波進行通訊，但是有可能使其能夠通過電磁場進行通訊。轉發器例如被設計為以869MHz和/或915MHz的頻率進行通訊。在該實例中，其具有線偏振。在該實例下，其為無源轉發器，因此不具有自發電流供電裝置。轉發器僅當從讀取器接收電磁波時才通電，這些波引發轉發器天線中的電流從而為其供電。因此通過轉發器的由偶極子組成的天線進行電力收集，所述偶極子在天線的末端處提供感應AC電壓，所述感應AC電壓是必須要進行整流、濾波和穩壓的電壓，從而為轉發器的其餘集成電路供電。在該實例中，其為多重讀取和錄寫的轉發器。其以空白狀態安裝在輪胎2的預成型件14中，然後可以數次接受錄寫數據，修改這些數據、刪除這些數據、添加數據並且讀取。然而，有可能提供其他類型的轉發器，例如有可能錄寫一次並讀取數次的轉發器。在該情況下，轉發器被輪胎製造商清空然後經受單次錄寫階段。一旦該錄寫階段完成，轉發器進入只讀模式並且不再能夠錄寫數據。記錄在轉發器中的數據的讀取是始終可能的。轉發器可以包括例如全部或部分如下數據-輪胎的製造商代碼、事項代碼和序列號；-輪胎在車輛上的位置；-最後一次檢查時記錄的車輛裡程等。轉發器12插入胎側6a並且優選不插入胎側6b。當轉發器被REF側支撐時，與轉發器通訊的質量實際上更好。兩個胎側之間的該性質差別源自輪胎預成型件的固化方法。特別地，當將預成型件放置在模具中時，胎側6a首先與用於模製和保護輪胎的壓機的底面接觸。該底面最熱。因此，胎側6a在模具關閉之前比另一胎側6b更快地固化。由於當打開模具時胎側6b與環境空氣接觸而胎側6a仍然與壓機接觸，當打開模具時產生相同的不對稱性。此外，在預成型件和輪胎上可見單個區域16，所述單個區域16由內部橡膠18焊接至其自身的區域相對於軸線8在周向方向上形成。圖3中示意性地顯示了將預成型件的內部橡膠層放置在成型鼓20上。該層被設計成為由輪胎的內表面限定的空腔提供氣密性。在該實例中，當其平坦鋪設時，其具有兩個垂直於其縱向方向的直線邊緣。當在軸線8的徑向方向上將其兩個邊緣22中的一個疊放在另一個上時，層18被放置在成型鼓上。這形成了在周向方向上重疊且連結的區域。這在該連結區域中產生輕微的額外厚度，保證良好密封並且具有線或簾線的一般形狀。該線或該簾線出現在預成型件的內表面上或輪胎的內表面上，包括胎側6a和6b的內表面上。如圖2中所示，以胎側6a面對觀察者的方向查看輪胎或預成型件，角度Θ是圍繞軸線8 —方面由起始於該軸線並且穿過胎側上的連結區域16的射線，另一方面由起始於相同的軸線並且穿過轉發器12的位置的射線所形成的角度。在該實例中，角度值被認為是絕 對值而非代數值。換言之，角度Θ以順時針方向測量或者以逆時針方向測量而無差別。安裝轉發器使得角度Θ大於90°甚至是大於135°、大於150°和大於170°。在該實例中，設置轉發器使得角度Θ為180°，使得當從正面觀察胎側6a時，轉發器12相對於軸線8與焊接區域16直徑相對。這保證了與轉發器良好的遠程無線電通訊質量從而錄寫和讀取數據。圖4顯示了所使用的一部分裝置從而強調角度Θ的值和與轉發器的遠程通訊質量之間的關聯。在該實例中，使用由Siemens公司以參考號Simatic RF660R出售的轉發器讀取器28和由Intermec公司出售的天線，所述天線以865-928MHZ的頻段操作並且具有50歐姆的額定阻抗、6dBi的功率增益和線偏振。所述天線被用作發射天線。此外，為了進行接收，使用由Siemens公司以參考號Simatic RF660A出售的天線，所述天線以865_928MHz的頻段操作，具有50歐姆的額定阻抗和5至7dBi的功率增益、圓偏振以及55°和60°之間的發射/接收角度。兩個天線24和26通過兩個分離的鏈路連結至讀取器28，所述讀取器28本身連結至電腦30，所述電腦30通過乙太網連結捕獲數據。使用的測量臺32包括用於輪胎2的支架34 ;金屬軌道36，所述金屬軌道36平行於軸線8延伸並與軸線8隔開；和天線杆38，所述天線杆38垂直於軸線8且垂直於軌道36並且在其基部處通過合適的裝置可滑動地安裝在軌道上。在該實例中，數個轉發器12安裝在同一個輪胎2中。在該實例中，轉發器的數目為16個。它們均離軸線8相同距離地設置在胎側6a中並且圍繞所述軸線均勻地隔開。它們中的一個設置在軸線8和區域16之間。另一個與區域16直徑相對。放置輪胎使得所討論的轉發器12在頂部位置中延伸，亦即垂直於軸線8並且位於軸線8之上。天線24設置在與轉發器相同的高度處，軌道36充當高度參考。在實驗過程中，使用測距儀測量天線24和胎側6a與轉發器對齊的外表面之間的距離d。另一個天線26部分設置在地面上的泡沫片上並且朝向輪胎。其離輪胎的距離為至少35釐米，該距離大約為傳遞信號的波長。整個實驗在消音室(亦即胎側吸收聲音或電磁波的室)中進行。
使用如下測量方案-將發射天線24的中心設 置在所討論的轉發器的高度處；-將發射天線設置成與胎側6a對立，同時通過在軌道36上滑動而使天線杆38靠近輪胎，並且將用於測量距離i的測距儀設定為零。-觀察到來自所討論的轉發器的信號在讀取器38處接收，並且通過電腦30核實轉發器的身份；-通過在軌道36上滑動天線杆38使天線24以適中的速度逐步移開，直至失去信號;-再次使天線朝向輪胎移動，直至再次發現信號，並且以這種方式通過反覆試驗發現允許轉發器被讀取器28讀取的最大距離d ；-然後固定天線並且藉助於測距儀讀取所得到的距離。圖6的圖表顯示了針對輪胎的REF胎側6a的16個轉發器的每一個轉發器而得到的距離。這些值通過曲線40連接。通過在另一個胎側6b中設置16個另外的轉發器而進行相似的實驗，得到曲線42。為了更好地觀察讀取差別，圖表的中心對應於750毫米的距離，以徑向方向表示的距離從50毫米逐步增加至1050毫米。在曲線40上，對於IW的功率，最短距離為820毫米並且對應於這樣的情況轉發器設置為與軸線8和焊接線16對準並且位於兩者之間。因此，在轉發器最接近區域16的該位置下，讀取最為困難。換言之，因此必須特別接近轉發器從而正確地讀取其中包含的數據。相反，當設置轉發器使得角度Θ大於90°時，得到良好的讀取結果。因此，在圖2中所示的轉發器位置下，獲得I米的距離塵對應於AREF胎側6b的曲線42具有接近曲線40的基本外形。然而，得到的距離通常比曲線40更短，因此優選將轉發器設置在胎側6a上。圖5的圖表得自在胎側6a上配備有16個轉發器12並在胎側6b上配備有16個轉發器12的輪胎上進行的測量。在多個相似的輪胎上重複實驗，使得曲線平滑，形成曲線的平均，顯示出最好的位置對應於曲線底部，因此對應於Θ接近180°的值。平均曲線具有心形的一般外觀，心形的凹入部分和奇點對應於最接近焊接區域的轉發器位置。換言之，最安全的是將轉發器設置在胎側6a上並使其儘可能地遠離焊接區域16。在上述實施方案中，在預成型件的固化之前將單個轉發器12設置在包括未加工橡膠的輪胎預成型件14中，從而固化橡膠。將轉發器設置在胎側的厚度中或者設置在胎側的內表面或外表面上。有可能以包括至少兩個厚度較薄的隔離未加工橡膠的元件的形式實施轉發器，所述轉發器介入並封裝在所述兩個厚度較薄的隔離未加工橡膠之間。所述元件的橡膠在預成型件的兩層之間附接至預成型件的未加工橡膠，然後當預成型件固化時固定至預成型件。然而有可能通過將單個轉發器12裝配至已經固化或甚至已經使用的輪胎2從而應用本發明。例如可以是已經裝配至車輪並且已經運行的輪胎。因此可以獨立於輪胎的製造而將轉發器12設置在輪胎上。這特別可以在收到已經使用的輪胎之後進行。例如有可能將轉發器附接至胎側6a的內壁，或甚至附接至其外壁。有可能在由術語「商標盒(brandbox)」標定的區域中安裝轉發器。在本文中,有可能將轉發器12夾在兩個自固化的未加工連接橡膠之間。
有可能以上文所述的方式相繼地和連續地製造數個輪胎2，例如5個、10個、100個或更多數目。該系列的所有輪胎因此具有以等於180°或接近該值的角度Θ定位的轉發器12。該系列使得有可能製造全部包括以該方式定位的轉發器的輪胎群。有可能在輪胎製造商、批發商或零售商的庫存中，或者在車輛製造商的庫存中找到所述輪胎群。還有可能在使用一組車輛，例如圖6中所示的車輛44的操作員的車隊中找到所述輪胎群。在所述輪胎群中，根據本發明的輪胎的比例不必為100%，但是優選大於50%，或甚至是75%或80%。相似地，在一部車輛44內，全部或部分車輛輪胎2為根據本發明的輪胎。這可以涉及所有車輛輪胎或者大部分車輛輪胎，通常是至少一半車輛輪胎。相似地，根據本發明，在包括一個或多個輪軸46的車輛上，所述輪軸或至少一個輪軸支撐全部根據本發明的輪胎，儘管車輛的其他輪軸(如果存在一個)的情況並非如此。圖6的車輛包括分布在兩個輪軸上的四個車輪。但是本發明也可用於具有2個、3個、4個或更多個車輪的車輛，或者用於具有 多於兩個輪軸的車輛。此處注意到，除了轉發器與角度Θ相關的位置之外，本發明不涉及輪胎製造、輪胎的一般質量和性能中的任何變化。有可能設置轉發器使其以離輪胎的中間簾線約15毫米的距離位於胎側中，所述距離在軸線8的徑向方向上測量，並且當轉發器容納在被稱為商標盒的位置中時情況特別如此。如果轉發器在胎側6a的內表面的一側上，有可能將其設置在離輪胎胎側的隆脊約80毫米的距離處，所述距離在徑向方向上測量。當然可對本發明進行許多改變而不偏離本發明的上下文。有可能通過將轉發器12安裝在對應於AREF側的胎側6b上從而應用本發明。根據本發明的輪胎可以具有分別設置在胎側6a和6b上的至少兩個轉發器，每個轉發器具有大於90°的角度Θ。本實施方案是值得的，因為輪胎可以裝配至車輛而不用考慮裝配方向，亦即胎側6a無需優選朝向車輛內部或外部定向。因此，不論裝配方向如何，有可能讀取最明顯並且最易接近的胎側上的轉發器，並且在讀取的同時具有良好的傳輸質量。
權利要求
1.一種車輛輪胎(2)，其特徵在於，其包括 -橡膠體，所述橡膠體在所述輪胎的內表面上具有在周向方向上的連結區域(16)，和 -射頻轉發器(12)，所述射頻轉發器(12)與所述連結區域圍繞所述輪胎的主軸線(8)形成的角度(Θ )大於或等於90°。
2.根據前一權利要求所述的輪胎，其中所述角度(Θ)大於或等於135°，特別是大於150°，並且優選等於180°。
3.根據前述權利要求的至少任一項所述的輪胎，其中所述轉發器(12)與所述輪胎的胎側(6a)接觸，所述胎側(6a)承載提供輪胎信息的DOT代碼和刻印(10)。
4.一組數個輪胎(2)，其特徵在於，兩個輪胎或至少兩個輪胎，優選所有輪胎為根據前述權利要求的至少一項所述的輪胎。
5.一種車輛(44)，其特徵在於，其包括至少兩個根據權利要求I至3中至少任一項所述的輪胎(5)，優選所述車輛的所有輪胎均為根據權利要求I至3中的至少任一項所述的輪月臺。
6.一種車輛胎坯預成型件(14)，其特徵在於，其包括 -橡膠體，所述橡膠體在所述預成型件的內表面上具有在周向方向上的連結區域(16)，和 -射頻轉發器(12)，所述射頻轉發器(12)與所述連結區域圍繞所述預成型件的主軸線(8)形成的角度(Θ )大於或等於90°。
7.—組數個胎坯預成型件(14)，其特徵在於，兩個預成型件或至少兩個預成型件，優選所有預成型件為根據前一權利要求所述的胎坯預成型件。
8.一種用於製造車輛胎坯預成型件(14)或車輛輪胎(2)的方法，其特徵在於，將射頻轉發器(12)設置在橡膠體上，使得所述轉發器與在所述預成型件或所述輪胎的內表面上的周向方向的所述橡膠的連結區域(16)圍繞所述預成型件或所述輪胎的主軸線(8)形成的角度(Θ )大於或等於90°。
9.一種方法，其中根據前一權利要求所述的方法連續地製造數個預成型件或數個輪月臺。
10.一種用於處理至少一個車輛輪胎(2)的方法，其特徵在於，將射頻轉發器(12)附接至所述輪胎的固化的橡膠體上，使得所述轉發器與在所述輪胎的內表面上的周向方向的所述橡膠的連結區域(16)圍繞所述輪胎的主軸線(8)形成的角度(Θ )大於或等於90°。
11.根據前一權利要求所述的方法，其中根據該權利要求連續地處理數個輪胎(2)。
全文摘要
一種車輛輪胎，包括-橡膠體，所述橡膠體在所述輪胎的內表面上具有在周向方向上的連結區域(16)，和-射頻轉發器(12)，所述射頻轉發器(12)與所述連結區域圍繞所述輪胎的主軸線(8)形成的角度(θ)大於或等於90°。
文檔編號B29D30/00GK102971161SQ201180033516
公開日2013年3月13日 申請日期2011年7月5日 優先權日2010年7月8日
發明者C·巴託基奧 申請人:米其林集團總公司, 米其林研究和技術股份有限公司