设有变形传感器的轮胎和轮胎的挠曲的测定方法技术

本发明专利技术涉及设有包括两个基本平行的电极（３０）的电容传感器（１２）的轮胎（１０），所述传感器（１２）由轮胎的侧壁携带。传感器的电极（３０）基本上位于垂直于轮胎的旋转轴线的平面内并且基本上沿正径向定向。本发明专利技术还涉及设有变形传感器的轮胎、用于测定轮胎的挠曲的方法以及变形传感器（１２）。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】设有变形传感器的轮胎和轮胎的挠曲的测定方法
本专利技术涉及设有电容传感器的轮胎、设有变形传感器的轮胎、变形传感器以及用于测定轮胎的挠曲的方法。更确切地说，本专利技术涉及设有包括两个基本平行的电极的电容传感器的轮胎，所述电容传感器由轮胎的侧壁携带。
技术介绍
“轮胎的挠曲”指负载下轮胎的竖直变形的幅度。挠曲的测量能够大致了解给定充气压力下轮胎上的负载。目前，轮胎上的负载为一重要的参数，因为超出最大推荐负载可能对轮胎的耐久性产生不利影响。在大轮胎、例如安装在重型车辆或建筑机械上的轮胎的情况下，为该轮胎所设计的最大负载通常用于指示加载极限。在滚动期间，轮胎承受三个方向的作用力：—在由车辆所施加的负载作用下的竖直或径向作用力，—由施加到轮胎上的扭矩、例如由于车辆加速度所产生的沿滚动方向定向的水平作用力，也称作正径向剪切力，以及—由使轮胎漂移、例如当车辆转弯时所产生的垂直于滚动方向的水平作用力，也称作轴向剪切力。在轮胎的给定点处，正径向为垂直于轴线且垂直于穿过所述点的半径的方向。-->从现有技术、特别是从文献WO 02/057711中可知，设有电容传感器的轮胎是已知的，该电容传感器包括两个径向布置在轮胎的侧壁上的基本平行的电极。这种传感器的电容值作为两个电极之间距离的函数变化。因此，通过将该传感器固定在轮胎的侧壁上，由该传感器提供的信号为轮胎的侧壁的变形的函数。现有技术的传感器对轮胎所承受的上述三个作用力同样敏感。实际上，由于三个作用力中的每个作用力使得传感器所提供的信号的变化具有相同的量级。因此，信号取决于每个作用力的基本贡献。于是，当前的方法能够确定轮胎的周向延伸量，为此该轮胎上的作用力及其挠曲的值可被经验地推出，特别是通过神经元网络推出。这些方法给出了令人满意的结果，但是它们实施起来很复杂。因此，在仅需要测量轮胎的挠曲的应用中，已知方法是不适宜的。还需要提及专利申请EP 1186853，其保护通过位于轮胎外部的传感器测量侧壁变形的配置。通过该配置可获得两个值：增强轮胎的侧壁的胎体帘线的径向分离以及传感器和侧壁之间的距离。在所述文献中没有提到测量挠曲的应用，并且在其目标中没有给出有关这些外部传感器的位置的确切限制。
技术实现思路
本专利技术的目的是通过提供带有电容传感器的轮胎克服这些缺陷，其能够以简单的方式测量轮胎的挠曲。为此，本专利技术提供一种设有包括两个基本平行的电极的电容传感器的轮胎，该电容传感器由轮胎的侧壁携带，其特征在于，该传感器的电极基本上位于垂直于轮胎的旋转轴线的平面内且基本上沿正径向定向。-->专利技术人已经发现，首先，由根据本专利技术的轮胎的电容传感器所提供的信号对由轮胎上的竖直力产生的侧壁变形比由轮胎上的水平力产生的侧壁变形更为敏感。专利技术人结合由轮胎上的竖直力产生的侧壁变形与其挠曲直接相关的事实得出以下结论，即，对于传感器的给定角位置来说，在由传感器提供的数值范围和由挠曲所采取的数值范围之间存在一一对应关系。换句话说，根据本专利技术的轮胎直接地、即不需要计算地提供指示挠曲的信号。根据本专利技术的设有电容传感器的轮胎还可以具有以下特征中的一项或多项：—该传感器的电极为细丝电极；—该电极为由导电橡胶制成的细丝，并且是柔性可弯曲和拉伸的，从而不会干涉轮胎的机械作用；—该电极为带状电极；—该电极为直线状的；—该电极为基本上与轮胎的旋转轴线同心的圆弧；—该两个电极嵌入到形成电介质的弹性体本体中，该传感器被构造为便于一个电极相对于另一个电极移动；—该弹性体本体具有位于该两个电极之间的狭槽；—该传感器设有连接至固定电位并被设计为限制电磁干扰的柔性导电封套；以及—该导电封套包括嵌入到弹性体本体中的导电颗粒，这些导电颗粒例如为碳黑或金属颗粒。在轮胎侧壁上分出三个区：与侧壁的径向最内侧部分相对应的底部区域，其中橡胶非常刚硬；最大弯曲区域，其在轮胎承受负载时承受最-->多的局部弯曲；以及中间区域。最大弯曲区域靠近轮胎赤道，即轮胎最宽的位置。轮胎的侧壁的中间区域在轮胎承受负载时也弯曲。然而，本专利技术的专利技术人发现，由根据本专利技术的电容传感器所测量的区域的局部变形比在轮胎的侧壁的其他区域处测量的局部变形对水平作用力更不敏感。因此，有利的是，将电容传感器定位在位于底部区域和最大弯曲区域之间的轮胎侧壁部分上。本专利技术还提出一种设有变形传感器的轮胎，其特征在于，该传感器被布置为提供在包含轮胎的轴线的平面内的轮胎侧壁部分的局部弯曲的数值特性。轮胎侧壁部分的局部弯曲指所述轮胎侧壁部分的曲率变化。与涉及轮胎及其所受到的作用力的总体测量的挠曲相对照，所述局部弯曲为取决于上述侧壁部分的局部测量。局部弯曲的数值特性指由传感器在给定时刻提供的数值，其与所述轮胎侧壁部分的一个且仅有的一个曲率相对应。因此，在由传感器所提供的瞬时数值范围和所述轮胎侧壁部分采用的曲率范围之间存在一一对应关系。现在，在所述轮胎侧壁部分采用的曲率范围和轮胎的挠曲采用的数值范围之间也存在一一对应关系。因此，这两个一一对应关系的存在表明根据本专利技术的设有变形传感器的轮胎能够以简单且直接的方式获得轮胎的挠曲值。由于其电极的几何尺寸和定位，位于如上限定的本专利技术的轮胎的侧壁上的电容传感器满足了布置为提供在包含轮胎的轴线的平面内的轮胎侧壁部分的局部弯曲的数值特性的传感器的定义。-->根据本专利技术的设有变形传感器的轮胎还可以具有以下特征中的一项或多项：—该传感器位于其传感器提供局部弯曲的数值特性的轮胎侧壁部分上；—其传感器提供局部弯曲的数值特性的该轮胎侧壁部分位于底部区域和最大弯曲区域之间。本专利技术还提出一种变形传感器，其包括两个嵌入到形成电介质的弹性体本体中的基本平行的电极，其特征在于，它被构造为便于一个电极相对于另一个电极移动，从而允许对弯曲具有更佳的灵敏度。根据本专利技术的变形传感器还可以具有以下特征中的一项或多项：—用于便于一个电极相对于另一个电极移动的结构由位于弹性体本体中的两个电极之间的狭槽构成；—该变形传感器设有连接至固定电位并被设计为限制电磁干扰的柔性导电封套；以及—该导电封套包括嵌入到弹性体本体中的导电颗粒，这些导电颗粒例如为碳黑或金属颗粒。本专利技术还提出一种用于测定轮胎的挠曲的方法，其包括在包含轮胎轴线的平面内测量轮胎侧壁部分的局部弯曲的步骤。根据本专利技术的用于测定轮胎的挠曲的方法还可以包括其局部弯曲被测量的所述轮胎侧壁部分位于底部区域和最大弯曲区域之间的特征。根据特定实施例，根据本专利技术的用于测定轮胎的挠曲的方法包括测量轮胎的压力的步骤。压力的测量能够使测定挠曲时的精确性提高。附图说明-->在阅读下面描述的基础上可以更好地理解本专利技术，所述描述仅作为实例并且参照附图给出，其中：—图1是设有变形传感器的轮胎的示意图；—图2是空载轮胎的径向剖面示意图；—图3是负载下轮胎的径向剖面示意图；—图4是双细丝传感器的透视示意图；—图5是设有双细丝传感器的轮胎的示意性剖视图；—图6是设有双细丝传感器的负载下轮胎的示意性剖视图；—图7是显示了在设有该传感器的轮胎的旋转期间由双细丝传感器提供的信号的曲线图；—图8是根据另一个实施例的设有变形传感器的轮胎的示意性剖视图。具体实施方式图1中显示了由总标号10表示的橡胶轮胎，其设有能够测量挠曲(deflection)的装置。该轮胎为车辆轮胎，但是本专利技术可以应用于各种类型本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种设有包括两个基本平行的电极（３０）的电容传感器（１２）的轮胎（１０），该电容传感器位于该轮胎的侧壁上，其特征在于，该传感器的电极（３０）基本上位于垂直于该轮胎的旋转轴线的平面内且基本上沿正径向定向。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】FR 2004-4-9 04038141.一种设有包括两个基本平行的电极(30)的电容传感器(12)的轮胎(10)，该电容传感器位于该轮胎的侧壁上，其特征在于，该传感器的电极(30)基本上位于垂直于该轮胎的旋转轴线的平面内且基本上沿正径向定向。2.根据权利要求1所述的轮胎(10)，其特征在于，该传感器的电极为细丝电极。3.根据权利要求2所述的轮胎(10)，其特征在于，该电极为由导电橡胶制成的细丝。4.根据权利要求1所述的轮胎(10)，其特征在于，该电极为带状电极。5.根据权利要求1-4中任意一项所述的轮胎(10)，其特征在于，该电极为直线状的。6.根据权利要求1-4中任意一项所述的轮胎(10)，其特征在于，该电极为基本上与该轮胎的旋转轴线同心的圆弧。7.根据权利要求1-6中任意一项所述的轮胎(10)，其特征在于，该两个电极被嵌入到一弹性体本体中，该弹性体本体被构造为便于一个电极相对于另一个电极移动。8.根据权利要求7所述的轮胎(10)，其特征在于，该弹性体本体包括位于该两个电极之间的狭槽。9.根据权利要求1-8中任意一项所述的轮胎(10)，其特征在于，该传感器设有连接至固定电位并被设计为限制电磁干扰的柔性导电封套。-->10.根据权利要求9所述的轮胎(10)，其特征...

【专利技术属性】
技术研发人员：希思克里夫德梅，帕特里克古纳奥德，米克尔利翁，瓦莱里普尔波特，
申请(专利权)人：米其林技术公司，米其林研究和技术股份公司，
类型：发明
国别省市：FR[法国]