具有无线指示器的轮胎制造技术

一种构造成围绕旋转轴线(AXR)旋转的轮胎(100)，轮胎(100)包括形成轮胎(100)的胎面(120)的至少部分的胎面块(110)和包括初级电容构件(210)和初级电感构件(220)的电路(200)，其中初级电容构件(210)的至少部分布置成与胎面(120)相距第一距离(d1)并在胎面块(110)的内部，并且初级电感构件(220)的至少部分布置成朝向轮胎(100)的内部而距胎面(120)第二距离(d2)。轮胎进一步包括询问器(300)，其包括电源(330)、通信电路(310)和次级电感构件(320)。次级电感构件(320)与初级电感构件(310)布置在胎面(120)的同一侧上，并且次级电感构件(320)的至少部分布置成与胎面(120)相距第三距离(d3)，第三距离(d3)大于第二距离(d2)。一种用于将磨损指示器(190)布置到轮胎(100)的方法。

Tire with wireless indicator

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】具有无线指示器的轮胎
本专利技术涉及具有电磨损指示器的轮胎。本专利技术涉及具有基于LC或LCR谐振器的磨损指示器的轮胎，LC或LCR谐振器的电感和/或振荡频率配置成在轮胎的表面磨损时变化。
技术介绍
例如从文献US2005/0007239中已知采用LCR(电感-电容-电阻)电路的远程监测系统。结合询问装置，这样的电路实现监测多种性质，包括应变、温度、压力、标识、性能、化学相变(诸如熔化和固化状态)、流体水平面、磨损、旋转速率、方位和邻近性。大体上，即使电感本身用于通过变化的磁场来产生电，LCR电路也是无源的，例如没有将化学能转化成电的电源。然而，询问装置是有源的，包括将化学能转化成电的电源。典型地，询问装置是手持式装置或固定到系统的装置。可合理地自由选择询问装置相对于电路的位置。然而，询问装置的功率消耗取决于读取距离。
技术实现思路
已发现，当所测量的表面(诸如轮胎的磨损表面)需要针对水和/或其它液体或空气和/或其它气体而防漏时，这样的远程监测系统特别可行。如果对液体或气体加压，则这些问题甚至更重要。在这样的情况下，来自测量电路的布线将容易引起泄漏问题。然而，在无线远程监测系统中不存在这样的问题。当具有询问器和电路的系统用于至少测量表面的性质(例如轮胎的胎面的磨损)时，存在一些问题。例如，在这样的测量中，线圈嵌入成块的磨损的材料(例如轮胎的胎面块)中。这会影响测量的灵敏度。已注意到，可通过将询问装置应用于合适的位置来改善灵敏度。将询问器相对于电路和装置(即轮胎)而应用于合适的位置，从该位置测量诸如磨损的性质。在一些应用中，装置(即轮胎)自然地在电路与询问器中间包括一些金属。在这样的系统中，装置的结构使中间的无线通信劣化。特别地，在这样的情况下，电路与询问器之间的相互位置变得重要。在该描述中，装置是具有电磨损指示器的轮胎。轮胎可为充气轮胎。轮胎或充气轮胎典型地包括金属加强带，例如钢带。金属带可妨碍询问器与电路之间的RF通信。附图说明图1a作为侧视图而显示了磨损指示器190，图1b和图1c作为侧视图而显示了具有磨损指示器190的装置100，磨损指示器190用于测量装置100的表面120的磨损，图1d显示了图1a的磨损指示器的磨损(w,w1,w2)，图1e显示了图1c的磨损的磨损指示器，其中指示器已磨损达表面120的磨损(w,w1,w2)，图1f作为侧视图而显示了具有两个铁氧体板的磨损指示器190，图1g作为侧视图而显示了磨损指示器，其电容构件包括多个电容器，图2a至图2e显示了磨损指示器和对应装置的实施例，图3显示了针对一些实施例的作为磨损w的函数的初级电容构件210的电容c1，图4a指示了由初级电感构件220和次级电感构件320生成和/或接收的磁场的方向，图4b和图4c指示了当在主体110中布置至少加强结构150、155时由初级电感构件220和次级电感构件320生成和/或接收的磁场，图5a和图5b指示了初级电感构件220相对于次级电感构件320的定位，图6a至图6i示出了初级电容构件210的实施例，图7示出了包括磨损指示器、网关装置400和云服务器500的系统，图8a和图8b显示了布置在轮胎胎面120的盲孔112中的初级电容构件210，以及图9a和图9b显示了具有磨损指示器的充气轮胎100。具体实施方式在下文中，结合磨损指示器来解释实施例。然而，在该描述中，磨损指示器用于更一般的装置100、特别是具有嵌入式电路200和询问器300的轮胎100(诸如充气轮胎)的示例的目的。图1a以主视图显示了磨损指示器190。磨损指示器包括电路200和询问器300。如下文中所详述的，询问器300配置成与电路200无线地交互。这有助于上文中所指示的泄漏问题。磨损指示器190布置在轮胎100中，使得当轮胎的胎面120磨损时，磨损指示器190的电容构件也磨损。轮胎可为充气轮胎。然而，轮胎可为非充气轮胎。典型地，充气轮胎和非充气轮胎两者都限制一个腔(例如，用于加压空气的单个腔)或多个腔(非充气轮胎内的腔)。轮胎可为用于乘用车辆的轮胎，诸如乘用汽车轮胎。轮胎可为重轮胎，即用于重型机器(诸如，传送器、装载机、卡车、履带车)的轮胎。轮胎可为用于摩托车的轮胎。电路200包括初级电容构件210和初级电感构件220。初级电容构件210电连接到初级电感构件，从而形成电振荡器。电路200可进一步包括电阻构件(未显示)。因此，振荡器是LC或LRC振荡器。电路200在能量方面是无源的，即电路200没有配置成将化学能转化成电的电池。如从LC或LCR振荡器本身已知的，初级电感构件220将磁能转换成电，电变为暂时存储在初级电容构件210中。电路200的振荡频率和/或电感取决于初级电容构件210的电容和初级电感构件220的电感。典型地，电路的角谐振频率表示为，其中L1是初级电感构件220的电感，并且c1是初级电容构件210的电容。如下文中将详述的，在实施例中，初级电容构件210构造成在使用中磨损，由此其电容c1变化。这会影响例如角谐振频率ω。这还会影响初级电感构件220和次级电感构件320的互感(特别是在某个频率下)。以此方式，例如，这些量指示初级电感构件220已磨损了多少。然而，其它量也可影响初级电容构件210的电容c1。因此，例如，前面提到的量还可指示初级电容构件210的其它参数或初级电容构件210附近的环境，诸如初级电容构件210附近的湿气和/或例如初级电容构件210的两个电极(212,214)中间的湿气。在测量期间，初级电容构件210不需要磨损。例如，有可能测量电路嵌入其中的环境的湿度。如所已知的，湿度会影响电容器的介电常数，并因此还会影响LC电路的角谐振频率ω。另外或备选地，初级电感构件220的电感可受到装置100的使用和/或环境的影响。例如，如果装置100的主体110包括磁性材料，则当主体110的材料磨损时，初级电感构件220的电感可变化。另外或备选地，电路240可包括用于测量一些量的初级传感器组件240。询问器300包括电源330、通信电路310和次级电感构件320。需要电源来为询问器供电。电源可例如配置成将机械能和/或化学能转换成电能。作为备选方案或另外，电源可包括配置成将磁能转化成电的构件。作为备选方案或另外，电源可包括如此存储电能的高电容电容器(例如，超级电容器)。这样的高电容电容器可例如利用将磁能或机械能转换成电的构件来分别感应地或机械地充电。本文中的高电容电容器指代具有至少1μF的DC电容的电容器。次级电感构件320用于询问电路200。因此，通过针对次级电感构件320而形成磁场，磁场也穿透初级电感构件220，因此影响询问器300和电路200的互感。以此方式，可测量电路的互感和/或角谐振频率(或谐振频率)。通信电路310可用于将所测量的数据传输到网关装置400(参见图7)。通信电路可包括用于测量电路的互感和/或谐振频率的控制电路。在备选方案中，询问器300可本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种构造成围绕旋转轴线(AXR)旋转的轮胎(100)，所述轮胎(100)包括/n- 胎面块(110)，其形成所述轮胎(100)的胎面(120)的至少部分，/n- 电路(200)，其包括/n• 初级电容构件(210)，其中所述初级电容构件(210)的至少部分布置成与所述胎面(120)相距第一距离(d1)并在所述胎面块(110)的内部，以及/n• 初级电感构件(220)，其至少部分布置成朝向所述轮胎(100)的内部而距所述胎面(120)第二距离(d2)，以及/n- 询问器(300)，其包括/n• 电源(330)，/n• 通信电路(310)，以及/n• 次级电感构件(320)，其中/n- 所述次级电感构件(320)与所述初级电感构件(310)布置在所述胎面(120)的同一侧上，并且/n- 所述次级电感构件(320)的至少部分布置成与所述胎面(120)相距第三距离(d3)，所述第三距离(d3)大于所述第二距离(d2)。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20170703 EP 17397517.81.一种构造成围绕旋转轴线(AXR)旋转的轮胎(100)，所述轮胎(100)包括
-胎面块(110)，其形成所述轮胎(100)的胎面(120)的至少部分，
-电路(200)，其包括
•初级电容构件(210)，其中所述初级电容构件(210)的至少部分布置成与所述胎面(120)相距第一距离(d1)并在所述胎面块(110)的内部，以及
•初级电感构件(220)，其至少部分布置成朝向所述轮胎(100)的内部而距所述胎面(120)第二距离(d2)，以及
-询问器(300)，其包括
•电源(330)，
•通信电路(310)，以及
•次级电感构件(320)，其中
-所述次级电感构件(320)与所述初级电感构件(310)布置在所述胎面(120)的同一侧上，并且
-所述次级电感构件(320)的至少部分布置成与所述胎面(120)相距第三距离(d3)，所述第三距离(d3)大于所述第二距离(d2)。


2.根据权利要求1所述的轮胎(100)，其特征在于，
-所述初级电容构件(210)构造成在所述胎面(120)磨损时磨损，并且
-所述第二距离(d2)大于所述第一距离(d1)，由此
-所述初级电容构件(210)的至少部分构造成在所述初级电感构件(220)之前磨损。


3.根据权利要求1或2所述的轮胎(100)，其特征在于，
-所述询问器(300)布置在所述轮胎(100)的表面(130)上或至少部分地布置在所述轮胎(100)中；
优选地，
-所述询问器(300)布置在由所述轮胎(100)限制的腔的表面(130)上；
更优选地，
-所述轮胎(100)是充气轮胎，并且
-所述询问器(300)布置在所述充气轮胎(100)的内部表面(130)上。


4.根据权利要求1至3中的任一项所述的轮胎(100)，其特征在于，
-所述初级电感构件(220)配置成形成初级磁场(B1)，所述初级磁场(B1)在所述初级电感构件(220)的中心指向初级方向(dB1)，并且
-所述次级电感构件(320)配置成形成次级磁场(B2)，所述次级磁场(B2)在所述次级电感构件(320)的中心指向次级方向(dB2)，其中
-所述初级方向(dB1)与所述胎面(120)的法线(N1)之间的角(β)小于30度或大于150度；
优选地
-所述初级方向(dB1)与所述次级方向(dB2)之间的角(α)小于30度或大于150度。


5.根据权利要求1至4中的任一项所述的轮胎(100)，其特征在于，
-所述初级电感构件(220)包括初级线圈(222)，所述初级线圈(222)配置成形成初级磁场(B1)，所述初级磁场(B1)在所述初级线圈(222)的中心指向初级方向(dB1)，所述初级线圈(222)在具有平行于所述初级方向(dB1)的法线的平面上具有初级横截面(XS1)，并且
-所述次级电感构件(320)包括次级线圈(322)，所述次级线圈(322)配置成形成次级磁场(B2)，所述次级磁场(B2)在所述次级线圈(322)的中心指向次级方向(dB2)，所述次级线圈(322)在具有平行于所述次级方向(dB2)的法线的平面上具有次级横截面(XS2)，其中
-所述初级横截面(XS1)和所述次级横截面(XS2)相对于彼此布置成使得平行于初级轴线(AX1)和/或次级轴线(AX2)的假想直线(IML)穿透所述初级横截面(XS1)和所述次级横截面(XS2)两者；
优选地，
-所述初级横截面(XS1)和所述次级横截面(XS2)的重叠部分(XS12)的面积(Axs12)为下者中的较小者的至少25%：所述初级横截面(XS1)的面积(Axs1)和所述次级横截面(XS2)的面积(Axs2)。


6.根据权利要求1至5中的任一项所述的轮胎(100)，其特征在于，
-所述初级电感构件(220)与所述次级电感构件(320)之间的距离(d12)为至多75mm。


7.根据权利要求1至6中的任一项所述的轮胎(100)，其特征在于，
[A]
-所述初级电感构件(220)包括初级线圈(222)和下者中的至少一个：
•与所述初级线圈(222)成磁连接的初级芯体(224)，或
•与所述初级线圈(222)成磁连接的初级板(225)，并且
-所述初级芯体(224)或所述初级板(225)包括顺磁性材料或铁磁性材料；和/或
[B]
-所述次级电感构件(320)包括次级线圈(322)和下者中的至少一个：
•与所述次级线圈(322...

【专利技术属性】
技术研发人员：J奥加拉，J赖赛宁，T索伊尼，P伊索克托拉，S瓦帕科斯基，T泰佩尔，
申请(专利权)人：诺基安伦卡特股份有限公司，
类型：发明
国别省市：芬兰;FI