配备有应答器的充气轮胎的制作方法

配备有应答器的充气轮胎
1.相关申请的交叉引用
2.本专利申请要求于2019年2月4日提交的意大利专利申请no.102019000001565的优先权，其全部公开通过引用并入本文。
技术领域
3.本发明涉及一种配备有应答器的充气轮胎。


背景技术：

4.近年来，出现了所谓的“智能”充气轮胎，其能够形成现代车辆的有源部分，提供有关所安装的充气轮胎的类型的信息、有关充气轮胎的状态的信息以及有关环境状况的信息。
[0005]“智能”充气轮胎通常配备有应答器(即适合以无线电频率进行通信的电子设备)，该应答器允许对充气轮胎的标识、特性和历史进行远程通信(即，与安装轮胎的车辆和必须对充气轮胎进行检查或者更换的操作员进行通信)。
[0006]
最近，基于应答器的存在提出了rfid(“无线电频率识别”)技术和tpms(“轮胎压力监测系统”)技术的联合，tpms技术测量有效充气压力以便在应答器内记忆有效充气压力然后通过应答器自身对有效充气压力进行远程通信。
[0007]
最初，有人提议将应答器粘在充气轮胎的胎侧的内表面或外表面上；从设计的角度来看，该解决方案非常简单，并且也适用于现有的充气轮胎；然而，相比之下，其不能保证应答器不会在充气轮胎的胎侧受到周期性变形后从充气轮胎分离(特别是当将应答器粘在外表面时)。
[0008]
此后，提出了在充气轮胎的结构内、即在构成充气轮胎的各个层的内部集成应答器。
[0009]
专利申请us20080289736a1记载了一种充气轮胎，其中在胎圈处将应答器集成到充气轮胎的结构中；特别地，将应答器在胎体帘布层的翼的上方配置在胎侧和胎圈填胶之间。
[0010]
专利申请ep2186658a1记载了一种充气轮胎，其中在胎圈处将应答器集成到充气轮胎的结构中；特别地，将应答器在胎体帘布层的翼的上方配置在胎侧和胎圈填胶之间，或者将应答器配置在胎圈填胶和胎体帘布层之间(即，在胎体帘布层的翼内)。
[0011]
专利申请ep1366931a2记载了一种充气轮胎，其中在胎圈处将应答器集成到充气轮胎的结构中；特别地，将应答器浸入胎圈填胶内并位于胎体帘布层的翼的内部，或者将应答器浸入配置得更靠近胎圈芯内侧的橡胶内(因此，其位于胎体帘布层的翼的外部)。
[0012]
专利申请kr20100082464a1和kr20130067944a1记载了一种充气轮胎，其中将应答器集成到充气轮胎的胎圈芯上方的结构中；特别地，将应答器嵌入(插入)胎体帘布层内并且至少部分地位于胎体帘布层的翼内。
[0013]
然而，应答器在充气轮胎内的上述定位并不理想，因为它们不能使应答器所承受
的应力和变形最小化(在充气轮胎的构造期间以及在充气轮胎的使用期间)，并且同时不能使应答器无线电频率通信的干扰和干涉最小化。


技术实现要素：

[0014]
本发明的目的是提供一种配备有应答器的充气轮胎，其没有上述缺点并且特别是容易且低成本地实施。
[0015]
根据本发明，提供了根据所附权利要求所述的配备有应答器的充气轮胎。
[0016]
权利要求记载了形成本说明书的组成部分的本发明的优选实施方式。
附图说明
[0017]
现在参照附图说明本发明，附图示出了几个非限制性的示例性实施方式，其中：
[0018]
图1是在为了清楚起见而去除了部件的情况下的根据本发明制造的充气轮胎的示意性截面图；
[0019]
图2是图1的充气轮胎的应答器的示意图；
[0020]
图3和图4分别是图2的应答器的根据截面线iii-iii和根据截面线iv-iv的两个截面图；
[0021]
图5是图1的细节的放大图；和
[0022]
图6是示出了图2的应答器相对于图1的充气轮胎的胎圈填胶的充气轮胎的胎体帘布层的边缘的配置的示意图。
具体实施方式
[0023]
在图1中，充气轮胎由附图标记1整体表示并且包括环形胎体(toroidal carcass)2，胎体2包括部分折叠到自身上并因此具有两个侧翼(即，彼此叠置并共同称为“卷边”的两个层)的单个胎体帘布层3。在胎体帘布层3的各个翼内，胎体帘布层3的边缘(即终端)抵靠胎体帘布层3自身的中间部。
[0024]
在胎体2的相反两侧，配置有两个环形胎圈(annular bead)4，每个胎圈4均被胎体帘布层3包围(即被胎体帘布层3的翼包围)，并且具有胎圈芯5，胎圈芯5由多个绕组的金属线和胎圈填胶6增强。
[0025]
胎体2支撑环形胎面(annular tread)7；在胎体2和胎面7之间插入有胎面带束8，胎面带束8包括两个胎面帘布层9。每个胎面帘布层9均包括多个帘线(未示出)，这些帘线嵌入在橡胶带束内，以给定的节距沿着彼此并排配置并相对于充气轮胎1的赤道面形成确定的倾斜角度。
[0026]
配置在胎体帘布层3内的是气密的内衬10，其构成了内衬并且具有将空气保持在充气轮胎1内的功能，以便随时间保持同一充气轮胎1的充气压力。
[0027]
胎体帘布层3支撑了配置于胎体帘布层3外部、在胎面7和胎圈4之间的一对胎侧11。
[0028]
最后，胎体帘布层3支撑了在胎侧11下方且在胎圈4处向外配置的一对耐磨胶带12。
[0029]
根据被称为“包络线”的构造模态制造了充气轮胎1，其中胎体帘布层3的各个翼终
止于胎面帘布层9的下方(因此，在胎面7下方与最内侧的胎面帘布层9接触)；即，在每个翼内，胎体帘布层3的抵靠胎体帘布层3自身的中间部的边缘(即，终端)径向位于胎面帘布层9下方(因此，在胎面7下方与最内侧的胎面帘布层9接触)。
[0030]
根据图1所示，充气轮胎1的横截面具有总高度h(厚度，即垂直于充气轮胎的旋转轴线测量的径向尺寸)；图1中标识的是充气轮胎1的横截面的高度h的中间平面m(换言之，平面m平分充气轮胎1的截面的高度h，将充气轮胎1的截面的高度h细分为相同的两半，每一半的高度为h/2)。
[0031]
将应答器13、即能够记忆信息并且能够通过无线电频率通信的电子设备(通常是无源的、即没有电源供给)集成(嵌入)在充气轮胎1的内部，特别是在胎侧11处(例如，外胎侧11、即一旦已经将充气轮胎1安装在轮辋上时面向车辆外部的胎侧)。换言之，应答器13是集成在充气轮胎1内部的小尺寸“智能标签”并且适用于响应具体的固定式或便携式设备(称为阅读器(或轮询设备))的远程轮询；阅读器能够在以无线电频率与应答器13自身通信的同时读取和/或修改包含在应答器13内的信息、即轮询。因此，应答器13是根据所谓的rfid技术(“无线电频率识别”)进行操作的无线读取和/或写入系统的一部分。
[0032]
根据图2所示，应答器13包括配备有非易失性存储器(通常为eeprom或fram，后者更昂贵，但技术上更先进)的电子电路14(即，微芯片)、连接到电子电路14的天线15以及承载电子电路14和天线15两者并且经常被定义为“基板”的支撑件16(通常其由聚酯薄层制成，如pet或pvc或其它类似材料的塑料)。在图2所示的实施方式中，天线15是偶极天线(或简称为偶极)并且由两个构造有线性电导体的相等的开放臂制成，电流在该线性电导体上流动、远程辐射电磁场。
[0033]
在使用中，天线15接收电磁信号，该电磁信号通过电磁感应在天线15中感应出电势差，这在电子电路14中产生电流循环以向电子电路14自身供电；由此激活的电子电路14通过天线15传输包含在其存储器内的数据，并且在适当的情况下还修改包含在其存储器内的数据。
[0034]
根据图2、图3和图4所示，将应答器13插入到套筒17中，套筒17包括彼此叠置并压抵的两个生橡胶带18(显然，两个橡胶带18的橡胶最初是未加工的并且在充气轮胎1自身的最终硫化期间与充气轮胎1的其余部分一起被硫化)；通常，套筒17的两个生橡胶带18比应答器13(即，比电子电路14和天线15)长/宽1mm至2mm。两个生橡胶带18最初是平行六面体，并且当它们围绕应答器13自身彼此压抵时围绕应答器13的部件变形。根据替代的实施方式，套筒17的两个橡胶带18从一开始就被硫化(即，两个橡胶带18的橡胶立即被硫化)。
[0035]
根据不同的实施方式(未示出)，没有支撑件16并且其功能由套筒17的橡胶带18执行。
[0036]
根据优选的实施方式，套筒17(在其内部包含应答器13)的厚度t总体在0.6mm和2mm之间，套筒17的宽度w大约为8mm至12mm，并且套筒17的长度l大约为60mm至80mm。
[0037]
应答器13周向地配置，即，其沿着以充气轮胎的旋转轴线为中心的圆周配置；需要强调的是，应答器13(包含在套筒17内)具有平行六面体的矩形形状，因此，在充气轮胎1内，其不遵循充气轮胎1的所有其它部件的圆形延伸(progression)(如图6示意性地示出的)。
[0038]
根据图5所示，将应答器13(包含在套筒17内)配置在距胎体帘布层3的边缘19(即终端)(其配置在胎面帘布层9的下方并因此在胎面7的下方，与最内侧的胎面帘布层9接触，
并且抵靠胎体帘布层3自身的中间部)的径向距离为d1(不为零)处；即，将应答器13的径向外部上边缘(端部)配置在距胎体帘布层3的边缘19的径向距离为d1处。此外，将应答器13(包含在套筒17内)配置在距胎圈4的边缘20(即终端)(特别是胎圈填胶6的边缘(胎圈填胶6在此终止))的径向距离为d2(不为零)处；即，将应答器13的径向内边缘(端部)配置在距胎圈填胶6的边缘20的径向距离为d2处。
[0039]
更通常地，应答器13(插入到套筒17中)完全包含在带(band)21内，带21配置在距胎体帘布层3的边缘19的径向距离为d3处并且配置在距胎圈4的边缘20的径向距离为d4处。应答器13和胎体帘布层3的边缘19之间的径向距离d3大于7mm(根据优选实施方式为10mm)；类似地，应答器13和胎圈4的边缘20之间的径向距离d4大于7mm(根据优选实施方式为10mm)。因此，应答器13的径向外边缘(端部)与胎体帘布层3的边缘19之间的径向距离d1大于7mm(根据优选实施方式为10mm)，而应答器13的径向内边缘(端部)和胎圈4(特别是胎圈芯6的胎圈填胶)的边缘20之间的径向距离d2大于7mm(根据优选实施方式为10mm)。重要的是需要注意，通常(但不一定)径向距离d1不同于径向距离d2(如例如图5所示)，因此应答器13没有恰好配置在胎体帘布层3的边缘19和胎圈4的边缘20之间的中途。
[0040]
应答器13(包含在套筒17内)配置在胎体帘布层3和内衬10之间，因此应答器13在外侧横向地(即，轴向地，或平行于充气轮胎1的旋转轴线)毗邻(直接接触)胎体帘布层3并且在内侧横向地毗邻(直接接触)内衬10。换言之，应答器13的外表面直接抵靠(触碰)胎体帘布层3，并且应答器13的内表面直接抵靠(或触碰)内衬10。应答器13(包含在套筒17内)配置在胎体帘布层3的翼的更内侧，因此横向地(即，轴向地、或平行于充气轮胎1的旋转轴线)在一侧(外部)毗邻胎体帘布层3，并且在相反侧(内部)毗邻内衬10；换言之，应答器13在外部与胎体帘布层3的相应部分接触并且在内部与内衬10的相应部分接触。
[0041]
应答器13配置在胎体帘布层3的翼处，因此，在应答器13附近胎体帘布层3的翼变为“双层”，即折返到在自身上，从而形成双层。
[0042]
根据优选的实施方式，将应答器13配置在存在胎侧11并且不存在耐磨胶带12的区域内，即在应答器13的一侧(并且相对于应答器13更靠外部)存在胎侧11并且不存在耐磨胶带12。
[0043]
如前所述，应答器13周向地配置并且具有平行六面体矩形形状，并且在充气轮胎1内不遵循充气轮胎1的所有其它部件的圆形延伸；结果，如图6所示，应答器13的各个边缘与相应边缘19或20之间的径向距离d1或d2沿着应答器13的整个范围是连续可变的(即使最大仅1mm至3mm)，因为应答器13具有矩形延伸，而相应的边缘19或20具有圆形延伸。在这方面，重要的是要强调应答器13的每个边缘与相应边缘19或20之间的最大(即，可能的最大)径向距离d1或d2始终大于7mm(根据优选实施方式为10mm)。
[0044]
重要的是阐明胎体帘布层3可以设置有局部增强元件，其被施加于胎体帘布层3的有限部分；例如，胎体帘布层3可以设置有织物增强件，其被施加在胎圈4附近，和/或设置有压延的“刮板(squeegee)”，其也被施加在胎圈4附近。在这种情况下，这种增强元件变为胎体帘布层3的组成部分，因此，应答器13也能够配置成在这种增强元件处与胎体帘布层3接触。
[0045]
充气轮胎1可以是“标准”型，也可以是“非标准”型；例如，充气轮胎1可以是“缺气保用”型、“海绵”型(即内部设置有具有声学效果的海绵体)或“密封胶”型(即，设置有能够
封闭任何孔的密封剂)。
[0046]
在不脱离本发明的保护范围的情况下，这里说明的实施方式可以被组合。
[0047]
上述充气轮胎1具有许多优点。
[0048]
首先且最重要的，在上述充气轮胎1中，应答器13的位置可以使应答器13受到的应力和变形最小化(在充气轮胎1的构造期间和充气轮胎1的使用期间)，同时，可以最小化应答器13无线电频率通信的干扰和干涉(这样，如果没有将充气轮胎1安装于金属轮辋，则能够以3米以上的距离读取应答器13，并且如果将充气轮胎1安装于金属轮辋，则能够以2米以上的距离读取应答器13)。
[0049]
此外，在上述充气轮胎1中，应答器13(其仍然是浸入充气轮胎1内的“异物”)的存在不会对充气轮胎1自身的性能和耐久性(或使用寿命)产生负面影响。
[0050]
应答器13被很好地保护免受外部影响，因为其相对于胎体帘布层3更靠内部。此外，在应答器13处避免了因为用于收容应答器13的空间相对于胎体帘布层3位于外部(通过朝向内衬10的内部的凸起)而引起的胎体帘布层3的局部变形，并且完全避免了空气滞留在胎体帘布层3内的风险。
[0051]
最后，上述充气轮胎1的构造很简单，因为当胎体帘布层3仍然完全平坦时(即，在围绕成型鼓缠绕胎体帘布层3之前)，能够使应答器13容易地附着到胎体帘布层3，或者在安装内衬10自身之前能够容易地使应答器1附着到内衬10。
[0052]
附图标记说明
[0053]1ꢀꢀꢀ
充气轮胎
[0054]2ꢀꢀꢀ
胎体
[0055]3ꢀꢀꢀ
胎体帘布层
[0056]4ꢀꢀꢀ
胎圈
[0057]5ꢀꢀꢀ
胎圈芯
[0058]6ꢀꢀꢀ
胎圈填胶
[0059]7ꢀꢀꢀ
胎面
[0060]8ꢀꢀꢀ
胎面带束
[0061]9ꢀꢀꢀ
胎面帘布层
[0062]
10
ꢀꢀ
内衬
[0063]
11
ꢀꢀ
胎侧
[0064]
12
ꢀꢀ
耐磨胶带
[0065]
13
ꢀꢀ
应答器
[0066]
14
ꢀꢀ
电子电路
[0067]
15
ꢀꢀ
天线
[0068]
16
ꢀꢀ
支撑件
[0069]
17
ꢀꢀ
套筒
[0070]
18
ꢀꢀ
带
[0071]
19
ꢀꢀ
边缘
[0072]
20
ꢀꢀ
边缘
[0073]
21
ꢀꢀ
带
[0074]hꢀꢀꢀ
高度
[0075]
l
ꢀꢀꢀ
长度
[0076]wꢀꢀꢀ
宽度
[0077]
t
ꢀꢀꢀ
厚度
[0078]aꢀꢀꢀ
振幅
[0079]
d1
ꢀꢀ
距离
[0080]
d2
ꢀꢀ
距离
[0081]
d3
ꢀꢀ
距离
[0082]
d4
ꢀꢀ
距离