用於將模塊固定在輪胎內壁上的裝置的製作方法

2023-04-26 09:17:26

專利名稱：用於將模塊固定在輪胎內壁上的裝置的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種用於將模塊固定在輪胎內壁上的裝置，並且特別涉 及一種用於固定電子模塊的裝置。
背景技術：
電子模塊在輪胎中的使用提供了多種用途，包括獲取、存儲和/或傳 輸信息，用來監孔輪胎的使用、以及特別地提供關於輪胎使用壽命過程 中輪胎性能變化的信息。
這種電子模塊包括被動部件(例如標識或者RFID晶片)和/或連接 到自主動力供應系統的主動部件，例如電池或者其它感應耦合系統。這 些電子模塊被設計成通過無線電波與例如作為用戶界面的外界模塊交換 信息，所述無線電波的頻率和功率經過細緻調整從而與特定的傳輸協議 相一致。電子模塊也被設計成存儲信息，從而被隨後詢問，用於分析輪 胎的磨損。電子模塊一般設置在彈性或剛性的保護罩內部，所述保護罩 能夠保護電子元件免受震動以及輪胎中的環繞氣氛和輪胎的環境，所述 環繞氣氛特別地由於流體(例如抗氧化或抗剌穿目的)的存在而產生。
一旦輪胎被安裝到車輪上，這種電子模塊特別地被固定到由輪胎形 成的空腔的內側。為了實現這些，電子模塊可被放置在多個支承部上面。 這樣，電子模塊可以被固定到閥、固定到輪輞、固定或者連結到輪胎內 壁或者結合在輪胎的部件中。根據輪胎類型、輪胎經受的應力、用於電 子模塊的能量源類型、監控所需信息以及在養護情況下需要的可達性而 從這些解決方法中選擇一個出來。本發明涉及將電子模塊固定在輪胎內 壁上的情況。
當電子模塊由此結合到輪胎時，所選擇的固定模式必須確保無論輪 胎的旋轉速度以及使用條件如何都能將模塊保持在位。
滿足這些需要的固定方案已經在例如公開文獻EP0936089 、 US6255940、 US6462650或者W02005/044600中被描述，所述文獻描述了用於將模塊固定在輪胎內壁上的系統。這些裝置由彈性支承部組成，所 述支承部的一個表面用於結合到輪胎內壁，並且另一個表面具有固定裝 置，該固定裝置與設置在模塊上的連接裝置相結合。
儘管並不局限於下述應用類型，但是本發明特別參照一種厚度為
2cra或更大以及長度至少等於4cm以及寬度至少等於2cm的電子模塊被 描述，這些電子模塊將被嵌入到軸向寬度大於37英寸、用於傾翻式車輛 的輪胎中。
在這種類型的車輛、特別是用在礦井或採石場中運送負荷的情況下， 與輪胎滾動時所支撐的負荷相聯繫的輪胎尺寸會產生大約30%的輪胎撓 曲。由於動態過載，這些輪胎會特別地經受超過50%的負荷增加，所述 動態過載在負荷型車輛或其它車輛的情況下與剎車相聯繫或者與傾翻式 車輛駛過路面的變形相聯繫。
當所述輪胎從無負荷狀態變化到在標稱負荷以及壓力條件下的靜態 負荷狀態時，輪胎的撓曲由輪胎的徑向變形或者徑向高度的變化所確定。
它以相對撓曲的形式進行表示，該相對撓曲由輪胎徑向高度的變化 與輪胎外徑和在鎖圈槽上測量的輪輞最大直徑之間差值的一半的比率所 確定。輪胎的外徑是在標稱壓力下的無負荷狀態下靜態地進行測量。
輪胎由此在這個區域經受徑向壓力。這些壓力與縱向壓力相結合， 特別是由於接觸範圍的區域中輪胎的輻射(deradialization)。這些應 力的結合尤其導致了輪胎壁的變形。
這些與例如電子模塊(諸如上面所述的那些具有相對較大厚度的電 子模塊)相聯繫的變形需要固定裝置更加適合於確保固定的長久性。這 是因為由於與模塊類型和輪胎類型相聯繫的特別高的應力，因此前述裝 置具有弱點。

發明內容
發明者由此被賦予確定一種用於固定電子模塊的裝置的任務，該裝 置確保了所述固定的長久性，包括如上所述的模塊具有至少2cm厚度的 情況，該模塊被固定在經受大約30%撓曲的輪胎中。
根據本發明，該目的通過一種將模塊固定在輪胎內壁上的裝置實現， 所述裝置由緊固到輪胎的支承部以及柔性條帶組成，該支承部包括用於固定所述條帶的裝置，所述條帶的端部具有用於連接所述模塊的至少兩 個獨立裝置，以及所述條帶具有用於使模塊固定不動的裝置。
很明顯，根據本發明所述的裝置能夠有效地將模塊保持在位，包括 當輪胎使用時經受高應力的情況。實際上似乎是條帶的柔性特性確保緊 固在輪胎中的模塊的長久性，該特性使條帶能夠特別地吸收與通過獨立 裝置的連接相聯繫的某些應力，允許由負荷產生的應力至少局部地分布。 還顯示出從安裝模塊的角度以及將模塊保持在位的角度來看，這種類型 的緊固特別良好地適用於相對較厚的模塊。
根據一個優選實施例，柔性條帶是可取下的。這樣具有了一個與生 產有關的優點，因為可以通過兩個步驟來準備或生產該裝置安裝支承 部，所述支承部緊固到輪胎上，接下來安裝條帶。此外，還允許條帶出 於任何原因而被替換，而支承部被保留。
根據本發明一個有利實施例，用於將條帶固定到支承部的裝置通過 支承部中的兩個開口獲得，該兩個開口形成通道並且允許條帶通過該通 道。該實施例由於其結構簡化性以及其使用而特別地有利。支承部中的 開口可例如在製造所述支承部時就被製造出來。當支承部由聚合材料如 橡膠製成時，在橡膠的交聯或硫化過程中設置嵌入件，橡膠不粘附到嵌 入件，所述嵌入件隨後被移除從而呈現出形成所述通道的兩個開口。
優選地，根據本發明，用於連接柔性條帶各個端部的裝置是與設置 在模塊上的裝置互補的裝置。這樣的實施例尤其能夠使模塊的連接階段 簡化。
同樣優選地，用於連接條帶各個端部的裝置是開口。該柔性條帶的 優選實施例允許所述條帶的一端被連接到模塊的突出部上。
在本發明的一個有利實施例中，用於使模塊固定不動的裝置是由所 述條帶施加的力。
根據第一實施例，由所述條帶施加的力是彈性回復力。根據該實施 例， 一旦所述模塊被連接，被實現了模塊的固定不動。
根據第二實施例，由所述條帶施加的力通過條帶的熱收縮獲得。為 了達到此目的，條帶有利地由合適材料製成，並且一旦模塊被連接，條 帶被加熱。
本發明的一個優選結構變體還提得所述支承部由交聯到輪胎上的聚合材料製成。同時有利地，支承部的交聯與輪胎的交聯(特別是硫化) 同時進行。根據本發明的這個結構變體，具有支承部的輪胎的製造被更 快速地進行，以及支承部被完美地緊固到輪胎的內壁上。
同時有利地，柔性條帶由聚合材料形成。有利地，該材料並未被加 強，從而確保條帶是柔性的並且由條帶施加的固定不動力與本發明相一 致。


接下來通過參考圖1到3而對本發明示意性實施例進行描述，本發
明的其它細節和有利特徵將顯現出來，其中 圖1是根據本發明的裝置的示意圖2a到2c是根據本發明的裝置的第一實施例的示意圖；以及 圖3a到3c是根據本發明的裝置的第二實施例的示意具體實施例方式
附圖沒有按比例繪製，目的是易於理解。
圖1顯示了使用固定裝置3固定在輪胎內壁上2的電子模塊1。固定裝 置3本身由緊固到輪胎上的支承部4組成，所述支承部設置有兩個開口 5， 柔性條帶6穿過所述開口5。
支承部4可在製造輪胎時形成，構成支承部4的一個或多個橡膠層被 放置在適當位置並且與輪胎的固化同時地被固化。兩個開口 5可通過在固 化過程中將元件放置在適當位置而形成。這種元件由本領域技術人員公知 的、並且不與橡膠粘附的任意材料製成，該元件被嵌入到兩個橡膠層之間、 並且元件端部被定位成獲得所需的兩個開口 。
根據另一個實施例，支承部4可通過預先模製由橡膠製成、並且在輪 胎固化前附著到輪胎上。支承部4隨後被固化、並且通過在支承部4和輪 胎之間施加交界面而獲得結合，使得在輪胎被固化同時在支承部與輪胎之 間實現結合。
根據最後一個實施例，支承部4可通過僅僅經受局部固化的預先模製 由橡膠製成，局部固化可以保存基部，即，支承部將要與輪胎相接觸的部 分，該部分是非交聯的。由此獲得的支承部在輪胎固化之前被放置在輪胎 上，並且在輪胎固化過程中獲得支承部與輪胎之間的結合。然而，根據該實施例，需要謹慎限定預製的、並且局部交聯的支承部的保存時間。
支承部4最好由未加強的橡膠製成，從而更有效地支撐所有輪胎變形。 然而，如果需要具有加強元件，那麼該加強元件最好為彈性加強元件。
柔性條帶6同樣由未加強的橡膠製成，並且在其各個端部具有用於連 接電子模塊1的裝置。柔性條帶6獨立地製造並且在安裝電子模塊1時被 添加。所述條帶滑動進入一個開口 5中、並從另一個開口中露出，從而使 支承部4位於兩個開口 5之間的上部部分形成了保持柔性條帶6的通道， 形成了由電子模塊l的頂部所封閉的環。
電子模塊1具有測量頭7，例如用於在其頂部的壓力測量。為了確保無 幹擾的測量，測量頭7最好不被與柔性條帶6相聯繫的連接裝置所覆蓋。 由於柔性條帶6的各個端部具有連接裝置，因此能夠固定模塊而不會覆蓋 電子模塊1的測量頭7。
圖2和圖3顯示了本發明的兩個示意性實施例。
在圖2a和2b中，電子模塊21以及柔性條帶26的端部分別以側視圖 和頂視圖顯示。條帶26的各個端部通過測量頭27處的連接而緊固到模塊 21但是沒有覆蓋所述測量頭27。如圖2c所示，條帶26的端部分別具有基 本上為測量頭27的尺寸的開口 28。在圖2所示的情況下，測量頭是圓形的， 開口 28也是圓形的、並且開口 28的直徑基本上等於測量頭的直徑。
試驗顯示出這種裝置提供了模塊的良好連接。由未加強橡膠製成的條 帶26有利地具有彈性特性，該彈性特性與連接系統相結合足以使電子模塊 21固定不動。滾動試驗實際地顯示，當輪胎經過石頭路面時由於變形而經 受較大壓力時，電子模塊保持在位、並且固定裝置不會損壞。
根據本發明的第一結構變體，柔性條帶26任意地包括覆蓋有維可牢 (Velcro)織物型材料的多個區域，用於在這兩個端部的重疊區域內將條 帶26的一端連接到另一端。這種維可牢連接尤其可以在測量頭的任意側被 看到。這種選擇的優點在於不會使一端鬆開，並且由此更好地將其保持在 位並且防止它在輪胎變形過程中與測量頭27脫離。同時，也可允許所施加 的應力進行分布，從而使模塊21固定不動。根據另一個選擇，柔性條帶26 由維可牢織物型材料製成，用於在這兩個端部的重疊區域內手動地連接端部。
圖3a， 3b和3c顯示了根據本發明的固定裝置的結構變體，該固定裝置設計成用於固定電子模塊31，所述電子模塊31具有附屬部39，從而通 過開口 38連接到柔性條帶36的端部。
根據這個結構變體，試驗已經給出與前面情況極為類似的結果。該方 案的優點在於當連接條帶36時，永遠不會接觸或者甚至擦傷測量頭37。
在40. 00R57尺寸的輪胎上進行試驗，該輪胎安裝到CAT793型車輛上， 所述輪胎中固定有壓力傳感型模塊，該模塊外部尺寸為長度9cm、寬度 5cm以及厚度3cm。
該模塊通過圖2所描述的裝置固定，在輪胎製造過程中，支承部被固 定在輪胎內壁上。由於支承部由橡膠製成，因此支承部可以與橡膠同時被 硫化。模塊隨後使用橡膠條帶固定，該條帶的兩端連接到測量頭。端部通 過各個端部上的維可牢織物而被固定在一起。
在具有石頭和車轍的路面上進行滾動試驗，這是複製裝配到車輛上的 輪胎在礦山中行進會遇到的路面。在動態過載下，滾動過程中觀察到的撓 曲可達到50°/。。
所獲得的結果能夠確定根據本發明的固定裝置的有效性，特別涉及到 滾動時整個過程上的保持性。
權利要求
1. 一種將模塊固定到輪胎內壁上的裝置，其特徵在於，所述裝置由緊固到輪胎的支承部和柔性條帶組成，所述支承部包括用於固定所述條帶的裝置，所述條帶的端部具有用於連接所述模塊的至少兩個獨立裝置，所述條帶具有使所述模塊固定不動的裝置。
2. 如權利要求1所述的裝置，其特徵在於，所述柔性條帶是可取下的。
3. 如權利要求1或2所述的裝置，其特徵在於，用於將所述條帶固 定到所述支承部的裝置通過所述支承部上的兩個開口獲得，允許所述條 帶穿過所述兩個開口。
4. 如權利要求1到3任一所述的裝置，其特徵在於，用於連接所述 條帶各個端部的裝置是與設置在所述模塊上的裝置互補的裝置。
5. 如權利要求4所述的裝置，其特徵在於，用於連接所述條帶各個 端部的裝置是開口。
6. 如前述任一權利要求所述的裝置，其特徵在於，用於使所述模塊 固定不動的裝置是由所述條帶施加的力。
7. 如權利要求6所述的裝置，其特徵在於，由所述條帶施加的力是 彈性回復力。
8. 如權利要求6所述的裝置，其特徵在於，由所述條帶施加的力通 過所述條帶的熱收縮獲得。
9. 如前述任一權利要求所述的裝置，其特徵在於，所述支承部由交 聯在輪胎上的聚合材料製成。
10. 如前述任一權利要求所述的裝置，其特徵在於，所述柔性條帶由 聚合材料形成。
全文摘要
本發明涉及一種將模塊固定在輪胎內壁上的裝置。根據本發明，該裝置由緊固到輪胎的支承部和柔性條帶組成，所述支承部包括用於固定所述條帶的裝置，所述條帶的端部具有用於連接模塊的至少兩個獨立裝置，以及所述條帶具有使所述模塊固定不動的裝置。
文檔編號B60C23/04GK101432153SQ200780015802
公開日2009年5月13日 申請日期2007年3月30日 優先權日2006年4月4日
發明者P·T·希克斯, P·迪裡夫, T·J·馬丁, X·保羅 申請人:米其林技術公司;米其林研究和技術股份公司