包括监测装置的轮胎制造方法及图纸

一种轮胎(1)，其包括固定到轮胎(1)的胎冠部分(16)处的内表面(2)上的监测装置(10)，其中监测装置(10)包括：电子单元(11)，所述单子单元包括至少一个温度、压力、加速度或变形传感器、处理单元和收发器；以及蓄电装置(12)，以为电子单元(11)供电，其中蓄电装置(12)固定到所述内表面(2)，并且插置在内表面(2)与电子单元(11)之间，蓄电装置(12)具有大于或等于500mm2的平面表面和小于或等于2.0mm的厚度。的平面表面和小于或等于2.0mm的厚度。的平面表面和小于或等于2.0mm的厚度。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】包括监测装置的轮胎


[0001]本专利技术涉及一种包括监测装置的轮胎，该监测装置例如适用于检测温度、压力、变形和加速度中的至少一个物理量。

技术介绍

[0002]通常，轮胎具有围绕其在操作期间的旋转轴线的大体环形结构，并且轮胎具有垂直于旋转轴线的赤道面，所述赤道面通常是(大体)几何对称的平面(例如，忽略任何细微的非对称，诸如胎面设计和/或侧面上的文字和/或结构或轮廓非对称)。
[0003]“内腔”是指在安装时由轮胎内表面和由面向轮胎内表面的轮辋表面所界定的空间。
[0004]“胎冠部分”是指轮胎中处于胎面带处的部分。
[0005]参照垂直于轮胎旋转轴线的垂直方向使用术语“径向”，参照平行于轮胎旋转轴线的平行方向使用术语“轴向”。
[0006]参照大体依照轮胎的滚动方向定向的方向使用术语“切向”，该方向垂直于径向方向和轴向方向。
[0007]“胎印”是指胎面带的外表面的一部分，该部分在被安装并承受载荷(例如由于安装在车辆上的效应)的轮胎滚动期间在每个瞬间都与滚动表面相接触。胎印通常具有基本上为零的曲率(或基本上无限的曲率半径)，或者在任何情况下都基本上呈现滚动表面的构造。
[0008]已经提出了一种用于车辆的轮胎，该轮胎包括布置在轮胎内腔中的一个或多个物理量的监测装置，如例如在US 2014/0118134 A1；US 4,862,486；US 5,749,984；US 5,960,844；US 5,977,870；US 2008/0303634 A1；US 2009/0134710 A1；US 2010/0007477 A1；DE102012007071 A1；WO2007/121768 A1；WO2007/048621 A1；WO2013/098711 A1；WO2013/098712 A1；WO2018/065846 A1；US 2007/0013503 A1；US 2010/0271191 A1；US 2015/0097662 A1中所述。

技术实现思路

[0009]在包括布置在轮胎内腔中的监测装置的轮胎的背景下，本申请人进行了以下考虑。
[0010]优选地，直接在轮胎的胎冠部分处的内表面上或该内表面附近处检测所需的物理量，特别是温度、变形或加速度。例如，优选的是获取胎冠部分内表面附近的温度，原因在于以这种方式可以基本上获取到应力发展区域中的轮胎材料的实际温度，该应力在滚动期间趋于加热轮胎。相反，例如轮辋附近的温度或内腔中流体的温度可能与胎冠部分的内表面的温度有很大不同。此外，例如当获取轮辋或充气阀附近的温度时，由于热传导和/或存在外部热源(例如来自散热器或制动盘的空气流)，因此所测得的数据会受到车轮外部环境温度的影响。
[0011]在加速度或变形的情况下，优选的是直接测量由位于胎冠内表面上的任意点所经历的加速度或变形的径向、切向和轴向分量中的至少一个，所述点由于进入和离开胎印的周期性或概括而言由于轮胎和滚动表面之间的相互作用而承受应力和变形。以这种方式，可以从检测到的加速度或变形信号中获取关于轮胎在使用期间的状态和/或瞬时行为的信息(例如胎印大小、磨损、滑水、打滑等)。因此需要将加速度和/或变形的一个传感器或多个传感器应用在靠近产生最大应力的位置的点，即，靠近轮胎和滚动表面之间的接触的位置，诸如典型的是胎冠部分的内表面上的点，例如位于布置在胎面的轴向中央区域中的中央肋处的点，或者在任何情况下位于胎冠部分的内表面上的与轮胎滚动期间胎面的最大(机械和热两者)应力区域相对应的点。
[0012]为了制造监测装置，通常使用基于刚性支撑件的PCB(“印刷电路板”)技术，在该刚性支撑件上印刷电路迹线(导电金属迹线)，并且通过相应的电连接件(例如“接片(tab)”)通过焊接和可能的粘合剂将电子部件固定在该刚性支撑件上。以这种方式实现了各种电气和电子部件与刚性支撑件之间的电连接和机械连接。典型地，刚性支撑件(PCB)包括一层或多层浸渍有树脂(例如环氧树脂)的基底材料，例如玻璃纤维。
[0013]此外，为了监测装置的操作，通常提供电能蓄积器，例如纽扣电池，其中能够供应电能的材料存储在金属刚性外壳中(并由其保护)，该外壳具有大体圆柱形的形状。
[0014]取决于存储容量(通常从大约50mAh至大约600mAh)，这种电池一般具有从2.5mm及以上(高达5mm及以上)的厚度(即圆柱体的高度)和从大约12mm至大约25mm(对于在大约120mm2‑
500mm2范围内的平面表面)的直径。这些传统电池的重量从较小电池的最低0.8g到容量较大的电池的6g或7g。因此，这些电池每单位平面表面的重量从约6*10
‑3g/mm2至约15*10
‑3g/mm2。
[0015]例如，CR2032HR型纽扣电池的电荷容量约为200mAh
‑
250mAh，重量约为3g，该重量集中在直径约为20mm的圆形区域内(对于每单位平面表面的重量约为9.55*10
‑3g/mm2)，所述纽扣电池的厚度约为3.2mm；CR 2450HR型纽扣电池的电荷容量为540mAh，重量为6.8g，尺寸(直径
×
厚度)为24.5mm
×
5mm(即每单位平面表面的重量约为14.4*10
‑3g/mm2)。
[0016]为了使轮胎内部的监测装置尽量不具有侵入性，普遍趋势是使整个监测装置本身尽可能紧凑，例如WO 2018/065846 A1中所述。
[0017]例如，一种使用的解决方案设想将纽扣电池和具有固定在其上的所有电子部件的PCB相互叠置、适当连接并用封装材料(例如聚合树脂)整体封装，可能地位于刚性容纳体内部。此外，可以提供壳体(例如由弹性体材料制成)以将装置联接到轮胎表面。可以通过附接到轮胎表面的附接贴片和/或一种或多种粘合剂来执行联接。这些结构的集合(刚性支撑件、容纳体、封装物、壳体)导致整个监测装置的总重量可达8g
‑
15g且几乎全部都位于一个等于容纳体的平面表面(例如，内切于直径为18mm
‑
30mm的圆中)的小区域内，而且这些结构的集合导致装置的相对较高的总高度(例如12mm
‑
15mm)。
[0018]然而，本申请人在极高轮胎转速(对应于相应车辆的极端线速度，例如超过300km/h)下利用形成并固定到轮胎的胎冠部分内表面的轴向中央区域中的监测装置进行测试时已经证实上述局部整体质量会产生非常大的应力(特别是径向和切向应力)。
[0019]实际上，由于轮胎经历相应的变形在进入和离开胎印的区域处径向加速度大于胎印外部区域中的径向加速度。根据本申请人以不同速度进行的实验测量，进入胎印和离开
胎印处的最大加速度为胎印外部的径向加速度的约1.5倍。此外，在胎印区域中，在径向加速度变为零时，出现切向加速度，该切向加速度沿着胎印遵循类似于正弦曲线的趋势，其振幅已由本申请人通过实验确定为等于进入/离开胎印处的径向加速度的大约本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种轮胎(1)，所述轮胎包括在所述轮胎(1)的胎冠部分(16)处固定到所述轮胎(1)的内表面(2)上的监测装置(10)，其中所述监测装置(10)包括：
‑
电子单元(11)，所述电子单元包括：至少一个传感器，用于检测以下物理量中的至少一个：温度、压力、加速度、变形；处理单元；收发器；和
‑
蓄电装置(12)，所述蓄电装置电连接到所述电子单元(11)以向所述电子单元(11)供电，其中所述蓄电装置(12)插置在所述内表面(2)和所述电子单元(11)之间，并且固定到所述内表面(2)，其中所述蓄电装置(12)具有大于或等于约500mm2的平面表面和小于或等于约2.0mm的厚度。2.根据权利要求1所述的轮胎(1)，其中所述蓄电装置(12)具有大于或等于约600mm2的平面表面，其中所述蓄电装置(12)具有小于或等于约3g的重量，并且其中所述监测装置(10)和/或所述蓄电装置(12)具有小于或等于约8
×
10
‑3g/mm2的每单位平面表面重量。3.根据权利要求1或2所述的轮胎(1)，其中所述蓄电装置(12)具有小于或等于约1.0mm的厚度。4.根据前述权利要求中任一项所述的轮胎(1)，其中所述蓄电装置(12)具有大于或等于约20mAh的电荷容量，其中所述蓄电装置(12)具有沿着第一平面方向的大于或等于约15mm和/或小于或等于约40mm的长度(L1)，其中所述蓄电装置(12)具有沿着垂直于所述第一方向的第二平面方向的大于或等于约20mm和/或小于或等于约60mm的宽度(L2)。5.根据前述权利要求中任一项所述的轮胎(1)，其中所述蓄电装置(12)是可折叠的。6.根据前述权利要求中任一项所述的轮胎(1)，其中通过插置在所述蓄电装置(12)和所述内表面(2)之间的至少一个第一粘合层(40)进行所述蓄电装置(12)到所述轮胎(1)的所述内表面(2)的固定。7.根据权利要求6所述的轮胎(1)，其中所述第一粘合层是双面胶带，所述双面胶带包括：(i)粘弹性丙烯酸泡沫；或(ii)膨胀聚合物材料的基材，例如EPDM橡胶或聚氨酯；或(iii)厚度等于或大于约0.4mm的至少一个丙烯酸类粘合剂层；或(iv)它们的组合，所述双面胶带能够耐受大于50kPa的动态剪切应力，并且其中所述第一粘合层(40)的包括沉积在其表面上的任何粘合剂层的厚度介于约0.4mm和约2.4mm之间。8.根据前述权利要求中任一项所述的轮胎(1)，其中所述监测装置(10)包括制成单一主体的支撑件(1...

【专利技术属性】
技术研发人员：I，
申请(专利权)人：倍耐力轮胎股份公司，
类型：发明
国别省市：