專(zhuān)利名稱(chēng)：包括電子元件的輪胎的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種包括電子元件的輪胎。它特別應(yīng)用于(但不是僅應(yīng)用于)這樣一種輪胎，該輪胎將支撐重載，并且將被充氣到超過(guò)12巴的高壓，例如飛機(jī)輪胎。
背景技術(shù)：
與一般包括由金屬材料制成的胎體層簾線的重型貨車(chē)輪胎不同，符合上述標(biāo)準(zhǔn)的輪胎通常包括裝備有織物簾線的胎體層。輪胎的軸向、徑向和圓周方向?qū)⑾鄬?duì)于輪胎的旋轉(zhuǎn)軸線來(lái)定義。現(xiàn)有技術(shù)，特別是EP 0 389 406，已經(jīng)公開(kāi)了包括電子元件的輪胎。在上述文獻(xiàn)中，電子元件包括無(wú)源射頻識(shí)別設(shè)備應(yīng)答器，該應(yīng)答器裝備有形成偶極的兩個(gè)天線。這種形式的應(yīng)答器人們熟知的英文縮寫(xiě)RFID。這種電子元件可用來(lái)存儲(chǔ)數(shù)據(jù)，例如，存儲(chǔ)有關(guān)輪胎加工的數(shù)據(jù)。EP 0 389 406中，特別是該文獻(xiàn)附圖2中描述的這種輪胎，包括環(huán)狀的胎圈鋼絲和大體環(huán)狀的胎體加強(qiáng)件，胎圈鋼絲繞與輪胎旋轉(zhuǎn)軸線基本重合的軸線旋轉(zhuǎn)，胎體加強(qiáng)件與胎圈鋼絲同軸，且其一部分包在胎圈鋼絲周?chē)?yīng)答器位于輪胎的橡膠基質(zhì)中，這樣其在輪胎中產(chǎn)生材料的交界面，即應(yīng)答器形成的在至少第一橡膠基質(zhì)和第二橡膠基質(zhì)之間限定的交界面。EP 0 389 406中，應(yīng)答器的一部分，特別是其中一個(gè)天線，在胎體層加強(qiáng)件的折回部和軸向面對(duì)該折回部的該胎體加強(qiáng)件的部分之間的空間中延伸?，F(xiàn)在，實(shí)踐證明，就飛機(jī)輪胎來(lái)說(shuō)，EP 0 389 406中給出的應(yīng)答器的位置并非是最優(yōu)化的，因?yàn)?，特別是重載的情況下輪胎工作時(shí)，應(yīng)答器，特別是天線易于損壞。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的一個(gè)特別的目的是優(yōu)化電子元件(例如應(yīng)答器)在輪胎的橡膠基質(zhì)中的位置，以?xún)?yōu)化應(yīng)答器的耐用性和應(yīng)答器中存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)的傳輸，同時(shí)在無(wú)需調(diào)整輪胎制造過(guò)程的關(guān)鍵步驟或輪胎結(jié)構(gòu)的情況下實(shí)現(xiàn)這一目的。為此，本發(fā)明的主題是一種飛機(jī)輪胎，具有在超過(guò)12巴的充氣壓力下工作的性能，該飛機(jī)輪胎包括胎冠、兩個(gè)胎側(cè)和兩個(gè)胎圈，胎體加強(qiáng)件固定在所述的兩個(gè)胎圈中并且包括至少一個(gè)織物加強(qiáng)件層，胎冠加強(qiáng)件在徑向從內(nèi)向外方向上具有工作組件和保護(hù)組件，所述工作組件包括至少一個(gè)織物加強(qiáng)件層，所述保護(hù)組件包括基本上沿圓周方向定向的加強(qiáng)件，電子元件整體呈長(zhǎng)條形，并且包括無(wú)源射頻識(shí)別設(shè)備應(yīng)答器(passive radio frequency identification device transponder)，該應(yīng)答器裝備有形成偶極的兩個(gè)天線。 所述輪胎的特征在于，所述保護(hù)組件的加強(qiáng)件是布置成波浪形的金屬加強(qiáng)件，所述電子元件位于胎冠下方的輪胎結(jié)構(gòu)中，該電子元件位于相對(duì)于胎體層加強(qiáng)件的徑向內(nèi)側(cè)，并且該電子元件基本上沿軸向方向定向。
位于相對(duì)于胎體層加強(qiáng)件的徑向內(nèi)側(cè)的含義是電子元件比胎體層加強(qiáng)件更靠近接觸內(nèi)部空氣的輪胎內(nèi)表面。沿基本軸向的方向布置電子元件的優(yōu)點(diǎn)是能夠保持電子元件，還不會(huì)破壞加工過(guò)程中胎坯的成形，也就是說(shuō)，完成了初始產(chǎn)品的分層布置，使內(nèi)襯、元件、胎體加強(qiáng)件和胎圈鋼絲分層布置在成型鼓上，賦予該圓柱形的胎坯環(huán)面外形。此外還發(fā)現(xiàn)，因?yàn)殡娮釉剌S向定向，所以保護(hù)組件的金屬加強(qiáng)件不會(huì)限制電子元件數(shù)據(jù)無(wú)源射頻傳輸?shù)男?。有利地，所述輪胎包括被稱(chēng)為內(nèi)襯的橡膠基質(zhì)(a mass of riAber)，其由接觸輪胎內(nèi)部空氣的內(nèi)表面和接觸鄰接的橡膠基質(zhì)的外表面限定，使得電子元件位于所述內(nèi)襯和所述鄰接的橡膠基質(zhì)的交界面。根據(jù)本發(fā)明的電子元件的位置，使得在輪胎材料的原始組合裝配階段，可以易于安裝該電子元件。而且，還可以在不考慮胎體加強(qiáng)件外側(cè)的構(gòu)造變化的情況下完成。電子元件還被特別保護(hù)以抵御外部壓力，如障礙物或路面凹坑對(duì)輪胎的沖擊。通過(guò)被設(shè)置在輪胎結(jié)構(gòu)的內(nèi)部，電子元件還免受可能位于輪胎內(nèi)部空腔的任何形式污染物的污染(水，油，膠粘劑等)。最后，與設(shè)置在胎體加強(qiáng)件外側(cè)的任何位置相比，這個(gè)位置大幅增加了電子元件的耐用性。有利地，電子元件位于輪胎胎冠寬度的中間位置。電子元件傳輸?shù)臄?shù)據(jù)完全令人滿意。將其設(shè)置在胎冠寬度的中間位置具有以下優(yōu)勢(shì)無(wú)論是在輪胎左邊還是右邊，電子元件被“讀取”的距離相同。根據(jù)本發(fā)明輪胎的另一可選的特征，電子元件由涂覆的橡膠基質(zhì)包覆。有利地，涂覆的橡膠基質(zhì)的相對(duì)介電常數(shù)低于內(nèi)襯的相對(duì)介電常數(shù)，且低于鄰接的橡膠基質(zhì)的相對(duì)介電常數(shù)。由于上述涂覆的橡膠基質(zhì)，電子元件存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)傳輸?shù)玫礁纳?。特別地，總的來(lái)說(shuō)，包覆電子元件的橡膠的介電常數(shù)越高，電子元件接收和發(fā)送的電信號(hào)就越強(qiáng)。由于內(nèi)襯和鄰接的橡膠基質(zhì)的介電常數(shù)在超高頻(UHF)范圍內(nèi)通常大于10，在所用的頻段中，如果涂覆的橡膠基質(zhì)的相對(duì)介電常數(shù)低于鄰接的橡膠基質(zhì)的相對(duì)介電常數(shù)，數(shù)據(jù)傳輸能夠大幅度提高。優(yōu)選地，在超高頻范圍內(nèi)，涂覆的橡膠基質(zhì)的介電常數(shù)小于4，甚至低小于3。優(yōu)選地，涂覆的橡膠基質(zhì)在軸向方向上具有有限長(zhǎng)度，該長(zhǎng)度僅超出電子元件的每一端部幾毫米。幾毫米指的是3毫米至5毫米。鄰接的橡膠基質(zhì)可以包含有胎體加強(qiáng)件。鄰接的橡膠基質(zhì)還可以是位于輪胎的內(nèi)襯和胎體層加強(qiáng)件之間的附加橡膠基質(zhì)。在飛機(jī)輪胎設(shè)計(jì)中，通常會(huì)布置附加橡膠基質(zhì)。根據(jù)一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施例，內(nèi)襯還可以包括至少兩種橡膠基質(zhì)的組合。


通過(guò)閱讀下面描述的非限制的實(shí)例和參照附圖將更好地理解本發(fā)明，其中圖1是根據(jù)本發(fā)明的輪胎的一部分的徑向截面視圖；圖2是圖1的細(xì)節(jié)圖；圖3是根據(jù)本發(fā)明的輪胎的第二實(shí)施例的細(xì)節(jié)圖；和圖4是圖1中的輪胎的部分剖開(kāi)的高度圖解立體圖。
附圖還描繪了相互正交軸X，Y，Z，對(duì)應(yīng)于輪胎慣用的徑向(X)，軸向(X)和圓周方向(Z)定向。“大體上圓周方向”是指在偏離圓周方向Z不超出5度的平均方向。
具體實(shí)施例方式附圖1至4描繪了根據(jù)本發(fā)明的輪胎，整體標(biāo)識(shí)為10。在該特別的實(shí)施例中，輪胎 10將被安裝在飛機(jī)輪子上。以傳統(tǒng)方式，輪胎10包括經(jīng)由兩個(gè)胎側(cè)F而延伸的胎冠S和兩個(gè)胎圈B。圖1中僅顯示了一個(gè)胎側(cè)和胎冠。兩個(gè)胎圈鋼絲16 (僅顯示一個(gè))內(nèi)嵌在胎圈B中。兩個(gè)胎圈鋼絲16相對(duì)于輪胎的徑向中平面M對(duì)稱(chēng)設(shè)置(參見(jiàn)圖4)。每個(gè)胎圈鋼絲16繞參照軸線旋轉(zhuǎn)。該參照軸線大體上與Y方向平行，并大體上與輪胎的旋轉(zhuǎn)軸線相重合。胎冠S包括配有胎面花紋圖案22的胎面花紋帶20，和胎冠加強(qiáng)件M。胎冠加強(qiáng)件M包括工作組件沈和保護(hù)組件觀。工作組件包括多個(gè)織物加強(qiáng)件層。優(yōu)選地，保護(hù)組件觀包括在胎冠的平面中布置成波浪形的金屬加強(qiáng)件，以獲得最大可能的性能。每個(gè)加強(qiáng)件保持大體上圓周方向的平均方向。橡膠基質(zhì)36從胎冠一直徑向延伸到胎圈B的胎圈鋼絲16，限定出胎傾F和胎臺(tái)圈 B的外表面37。輪胎10還包括密封的內(nèi)側(cè)橡膠基質(zhì)40和胎體加強(qiáng)件42。內(nèi)側(cè)橡膠基質(zhì)或內(nèi)襯40 由接觸輪胎內(nèi)空氣的內(nèi)表面41和接觸鄰接的橡膠基質(zhì)的外表面限定。根據(jù)輪胎的結(jié)構(gòu)，鄰接的橡膠基質(zhì)可以是胎體層加強(qiáng)件42，或者一種或多種位于內(nèi)襯和胎體層之間的附加橡膠基質(zhì)。在圖1的例子中，胎體加強(qiáng)件42和密封的內(nèi)襯40之間存在附加橡膠基質(zhì)43。該附加橡膠基質(zhì)43在胎體加強(qiáng)件42和密封的內(nèi)襯40之間從一個(gè)胎圈延伸到另一個(gè)胎圈。在所示的例子中，胎體加強(qiáng)件包括一個(gè)或多個(gè)大體上徑向定向的織物加強(qiáng)層。輪胎10的胎冠S還包括電子元件M，其可選地包覆在橡膠基質(zhì)60中。優(yōu)選地，電子元件M在基本上軸向方向Y(平行于旋轉(zhuǎn)軸線)上整體呈長(zhǎng)條形。在特別的實(shí)例中，電子元件M包括無(wú)源射頻識(shí)別設(shè)備(RFID)應(yīng)答器56，該應(yīng)答器56裝備有形成偶極的兩個(gè)天線58。電子元件M位于內(nèi)襯40和胎體層42之間。圖2是圖1的細(xì)節(jié)圖，顯示了電子元件M在胎冠S中的位置。內(nèi)襯40和胎體層42之間存在附加橡膠基質(zhì)43。電子元件位于附加橡膠基質(zhì)43和內(nèi)襯之間的交界面。如果不存在附加橡膠基質(zhì)43，那么電子元件可以位于內(nèi)襯和胎體加強(qiáng)件之間的交界面。如前所述，胎體層加強(qiáng)件包括一個(gè)或多個(gè)層，每層均包括大體徑向方向上內(nèi)嵌在兩層壓延橡膠之間的織物加強(qiáng)件。因此，電子元件和胎體層加強(qiáng)件的加強(qiáng)件之間沒(méi)有直接接觸。電子元件還可以位于附加橡膠基質(zhì)43和內(nèi)襯40之間的交界面，或者位于胎體加強(qiáng)件和附加橡膠基質(zhì)43之間的交界面。優(yōu)選地，電子元件位于胎冠S的中間位置，靠近中平面M。圖3以類(lèi)似圖2的方式顯示了根據(jù)本發(fā)明的輪胎的第二實(shí)施例，其中內(nèi)襯40包括兩種橡膠基質(zhì)的組合，第一橡膠基質(zhì)相當(dāng)于密封的內(nèi)襯40，第二橡膠基質(zhì)相當(dāng)于附加橡膠基質(zhì)44。因此，電子元件M位于第一附加橡膠基質(zhì)43和第二附加橡膠基質(zhì)44之間的交界圖4是輪胎10的外表面局部剖開(kāi)的高度圖解立體圖。該圖顯示了輪胎10的胎面花紋帶20的外表面，胎面花紋帶20的胎面花紋圖案22 包括4個(gè)圓周方向的槽19。胎面花紋帶20的下方是胎冠加強(qiáng)件保護(hù)組件觀。該保護(hù)組件包括波浪形的金屬加強(qiáng)件層，同時(shí)保持圓周方向的平均方向。保護(hù)組件的下方可以看到由織物加強(qiáng)件的小條構(gòu)成的工作組件沈，這些小條與圓周方向成10度左右的角度，加強(qiáng)層交替布置，并可選地通過(guò)大體上圓周方向延伸的加強(qiáng)件來(lái)補(bǔ)充。一方面，在胎冠加強(qiáng)件的組件之間，另一方面，在胎冠加強(qiáng)件和胎體加強(qiáng)件之間，存在緩沖橡膠基質(zhì)。在工作加強(qiáng)件觀的下方存在多個(gè)在胎冠下軸向定向(在胎側(cè)中徑向定向)的加強(qiáng)層，構(gòu)成胎體加強(qiáng)件42。在該胎體加強(qiáng)件下方是電子元件M，可選地，被涂覆的橡膠基質(zhì) 55包覆，位于內(nèi)襯40上。該示意圖沒(méi)有顯示任何附加橡膠基質(zhì)43。接觸輪胎內(nèi)空氣的輪胎內(nèi)表面是被稱(chēng)作內(nèi)襯的橡膠基質(zhì)40的內(nèi)表面。電子元件M包括無(wú)源射頻識(shí)別設(shè)備(RFID) 應(yīng)答器56，該應(yīng)答器56裝備有形成偶極的兩個(gè)天線58。該組件在軸向方向定向，且平行于胎體層加強(qiáng)件的加強(qiáng)件的環(huán)箍(hoops)。電子元件M被包覆在涂覆的橡膠基質(zhì)55的兩個(gè)薄層中。這兩個(gè)層軸向延伸超出天線58的長(zhǎng)度在3mm到5mm的范圍。這兩個(gè)層55構(gòu)成電子元件M的涂覆的橡膠基質(zhì)60。電子元件M的天線58的軸向定向的意義是，即使是在存在胎冠保護(hù)組件的金屬加強(qiáng)件的情況下，仍能保證信號(hào)的良好傳輸。這是因?yàn)檫@些金屬加強(qiáng)件是圓周定向的。軸向定向還能夠使電子元件在輪胎加工和使用過(guò)程中具有良好的耐久性。涂覆的橡膠基質(zhì)的介電常數(shù)小于內(nèi)襯和附加橡膠基質(zhì)的介電常數(shù)，且小于胎體層的壓延橡膠的介電常數(shù)。在制造過(guò)程中，將電子元件M嵌入到輪胎結(jié)構(gòu)中的操作很簡(jiǎn)單。在成型鼓上布置內(nèi)襯后，將包含電子元件和涂覆的橡膠基質(zhì)的組件放置在適當(dāng)?shù)奈恢?，接著放置附加的橡膠，之后是胎體層，然后用常規(guī)的方式完成形成胎坯所需的所有橡膠和制品的放置。一旦這種胎坯被硫化，可投入使用的外胎或輪胎即被獲得?？梢愿鶕?jù)所采用的加工技術(shù)的變化而改變?cè)O(shè)置電子元件的交界面的選取。當(dāng)包含內(nèi)襯和鄰接的橡膠基質(zhì)的半成品組件被生產(chǎn)出來(lái)后，就無(wú)法再在輪胎加工過(guò)程中，將電子元件布置到內(nèi)襯和鄰接的橡膠基質(zhì)的交界面。因此，電子元件只能位于輪胎的附加橡膠基質(zhì)和胎體加強(qiáng)件的交界面，或位于該附加橡膠基質(zhì)和第二附加橡膠基質(zhì)之間的交界面，所述第二附加橡膠基質(zhì)位于輪胎胎體加強(qiáng)件的徑向內(nèi)側(cè)。本發(fā)明不限于所描述和繪出的實(shí)施例，并且可以不脫離本發(fā)明的權(quán)利要求的范圍而作出多種變化。
權(quán)利要求
1.一種包括電子元件的輪胎(10)，具有在超過(guò)12巴的充氣壓力下工作的性能，該輪胎包括胎冠、兩個(gè)胎側(cè)和兩個(gè)胎圈，胎體加強(qiáng)件0 固定在所述的兩個(gè)胎圈中并且包括至少一個(gè)織物加強(qiáng)件層，胎冠加強(qiáng)件04)在徑向從內(nèi)向外方向上具有工作組件06)和保護(hù)組件( )，所述工作組件06)包括織物加強(qiáng)件層，所述保護(hù)組件08)包括基本上沿圓周方向定向的加強(qiáng)件，電子元件(54)整體呈長(zhǎng)條形，并且包括無(wú)源射頻識(shí)別設(shè)備應(yīng)答器(56)，該應(yīng)答器(56)裝備有形成偶極(58)的兩個(gè)天線，其特征在于，所述保護(hù)組件08)的加強(qiáng)件是布置成波浪形的金屬加強(qiáng)件，所述電子元件位于胎冠下方的輪胎結(jié)構(gòu)中，該電子元件位于相對(duì)于胎體層加強(qiáng)件的徑向內(nèi)側(cè)，并且該電子元件基本上沿軸向方向定向。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的包括電子元件的輪胎(10)，包括被稱(chēng)為內(nèi)襯的橡膠基質(zhì) (40)，其由接觸輪胎內(nèi)部空氣的內(nèi)表面和接觸鄰接的橡膠基質(zhì)02，43)的外表面限定，使得電子元件(54)位于所述內(nèi)襯00)和所述鄰接的橡膠基質(zhì)02，43)的交界面。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的包括電子元件的輪胎(10)，其中胎體層加強(qiáng)件0 構(gòu)成鄰接的橡膠基質(zhì)。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的包括電子元件的輪胎(10)，其中鄰接的橡膠基質(zhì)是附加橡膠基質(zhì)(43)，其位于輪胎的內(nèi)襯00)和胎體加強(qiáng)件0 之間。
5.根據(jù)權(quán)利要求3或4所述的包括電子元件的輪胎(10)，其中內(nèi)襯包括至少兩種橡膠基質(zhì)的組合。
6.根據(jù)權(quán)利要求1至5之一所述的包括電子元件的輪胎(10)，其中電子元件(54)位于輪胎胎冠寬度的中間位置。
7.根據(jù)前述任意一項(xiàng)權(quán)利要求所述的包括電子元件的輪胎(10)，其中電子元件(55) 由涂覆的橡膠基質(zhì)65，60)包覆。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的包括電子元件的輪胎(10)，其中涂覆的橡膠基質(zhì)(55，60)的相對(duì)介電常數(shù)低于內(nèi)襯GO)的相對(duì)介電常數(shù)，且低于鄰接的橡膠基質(zhì)(42，4；3)的相對(duì)介電常數(shù)。
9.根據(jù)權(quán)利要求7或8所述的包括電子元件的輪胎(10)，其中涂覆的橡膠基質(zhì)(55， 60)在軸向方向上具有有限長(zhǎng)度，該長(zhǎng)度僅超出電子元件(54)的每一端部幾毫米。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的包括電子元件的輪胎(10)，其中涂覆的橡膠基質(zhì)在軸向方向的長(zhǎng)度超出電子元件(54)的長(zhǎng)度3mm至5mm。
全文摘要
一種包括電子元件的輪胎(10)，能夠在超過(guò)12巴的充氣壓力下工作，包括胎冠、兩個(gè)胎側(cè)和兩個(gè)胎圈，胎體加強(qiáng)件(42)固定在所述的兩個(gè)胎圈中并且包括至少一個(gè)織物加強(qiáng)件層，胎冠加強(qiáng)件(24)在徑向從內(nèi)向外方向上具有工作組件(26)和保護(hù)組件(28)，工作組件(26)包括織物加強(qiáng)件層，保護(hù)組件(28)包括基本上沿圓周方向定向的加強(qiáng)件，電子元件(54)整體呈長(zhǎng)條形，并且包括無(wú)源射頻識(shí)別設(shè)備應(yīng)答器(56)，該應(yīng)答器(56)裝備有形成偶極(58)的兩個(gè)天線，其特征在于，電子元件位于胎冠下方的輪胎結(jié)構(gòu)中，位于相對(duì)于胎體層加強(qiáng)件的徑向內(nèi)側(cè)，并且基本上沿軸向方向定向。
文檔編號(hào)G06K19/077GK102189906SQ201110072698
公開(kāi)日2011年9月21日 申請(qǐng)日期2011年2月21日 優(yōu)先權(quán)日2010年2月23日
發(fā)明者A·布爾森, C·巴托基奧 申請(qǐng)人:米其林技術(shù)公司, 米其林研究和技術(shù)股份有限公司