用于检测轮胎磨损的设备的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及用于轮胎的磨损指示设备。更具体地，本发明涉及一种位于轮胎中的设备，其中，该设备包括湿度检测器。
【背景技术】
[0002]在使用期间，轮胎在胎面区域中发生磨损，所述胎面区域是轮胎的通常具有与道路接触的凹槽图案的部分。胎面特别地设计成提供用于停止、启动、转弯的牵引力，并提供持久的耐磨性。
[0003]由于在轮胎与路面之间工作的摩擦力，随着长时间地使用，轮胎会发生磨损。摩擦力还将导致路面的磨损。在冬季，当经常使用镶钉轮胎(studded tires)时，路面特别将由于镶钉的破坏而被磨损。
[0004]磨损的轮胎将导致制动距离的增加。这种情况特别容易在潮湿天气中发生。在轮胎中没有足够的胎面的情况下，当轮胎与路面之间存在有水层时，可能发生打滑，从而导致牵引的丧失，这妨碍了车辆对控制输入的响应。这可能具有严重的后果。
[0005]当轮胎达到一定的胎面深度(胎纹深度，tread depth)(所述胎面深度是从胎面表面到主凹槽的底部的距离)时，轮胎应当退出工作并被更换。
[0006]如果磨损的轮胎未及时更换，则由于光秃的或几乎光秃的轮胎的打滑而更可能发生事故。此外，过分地磨损的轮胎更容易由于道路危险而损坏。
[0007]用于确定轮胎磨损的现有已知的方法是目测的、基于使用时间估计的，等。
[0008]估计轮胎使用的时间与目测的组合是检查轮胎是否应当被更换的最常用方式。
[0009]当进行目测时，测量胎面深度并且检查轮胎的划痕等。
[0010]一些轮胎具有胎面磨损指示器，胎面磨损指示器位于主凹槽的基底处，并且胎面磨损指示围绕轮胎等距地隔开。内置式胎面磨损指示器看起来像横跨胎面的光滑橡胶的窄条带，其将在达到一定的磨损点时出现在轮胎上。
[0011]众所周知的是，不会频繁地检查轮胎，并且由于轮胎的较差质量而发生事故。
[0012]除了人工检查之外，存在用于自动地检测轮胎的磨损状态的设备。用于指示轮胎磨损的已知设备是复杂且昂贵的，并且所述已知设备通常包括布置在轮胎与轮缘之间的车轮中的设备。它们通常需要具有足够功率的有电力供应的电子器件以传输轮胎磨损的状态。由于车轮的转动，通过使用电缆供电不是好的选择。这种情况同样适用于电池的使用，这是因为电压将随时间的推移而降低进而需要检查和维修。
[0013]EP-2368724 A1描述了一种轮胎磨损检测设备，其包括压电元件和发射器，压电元件和发射器包含在轮胎的轮缘中。来自于磨损检测设备的信号与来自压力传感器单元的信号组合以指示轮胎的内部气压。压力传感器布置在轮中。布置于车身上的接收器单元接收来自于压电元件和压力传感器的信号。
[0014]JP-3875349B2描述了一种车辆中的发射器，其将信号发射到轮胎的胎面中的被动式应答器(通常是天线)。当轮胎磨损时，应答器就损坏(即，被磨损)，并且响应信号未被送回。该解决方案不需要车轮中的有电力供应的电子器件，但是确实需要安装在车辆中的收发器。
[0015]用于自动地检测轮胎磨损的已知解决方案基于安装在车轮中的和/或安装在车轮所安装的车辆中的复杂设备。
[0016]存在独立于安装在车轮所安装的车辆中的任何发射器或接收器而自动地检测并指示轮胎磨损以及磨损程度的简单且廉价的方式需求。还需要这样一种自供电的解决方案，即，该解决方案用于指示轮胎磨损，并且允许轮胎在无需对向发射器供电的电池的状态进行检查的情况下使用多年。
[0017]在本发明的最简单的实施方式中，本发明基于检测湿度的设备用于指示轮胎的磨损。
[0018]在一个实施方式中，该解决方案通过基于催化电极蓄电池(catalytic electrodeaccumulator)的自供电的和自驱动的通信解决方案而完全独立，所述催化电极蓄电池位于轮胎的胎面区域中的磨损表面之下。当轮胎已磨损到某种程度时，水将在某点处穿透并激活蓄电池，蓄电池将开始产生向发射器的电力，从而指示轮胎已被磨损到一定程度。
[0019]检测设备可以在多年中不激活，而功能性没有任何丧失。
【发明内容】
[0020]本发明的目的是提供一种独立于安装在车轮所安装的车辆中的任何发射器或接收器而自动地检测并指示轮胎磨损以及磨损程度的简单且廉价的方式。另一目的是提供一种用于指示轮胎磨损并且在无需对向发射器供电的电池的状态进行检查的情况下允许轮胎使用多年的自供电的和自驱动的解决方案。
[0021]在本发明的一个方面中，该目的通过用于检测并指示轮胎磨损的设备来实现，其中，所述设备包括至少一个湿度检测器，所述至少一个湿度检测器位于安装在轮上的轮胎的胎面中。
[0022]在从属权利要求中限定了本发明的其他特征。本发明的其他方面和优点将通过下文结合附图的描述而变得显而易见，附图通过实例的方式示出本发明的原理。
【具体实施方式】
[0023]现在将参考附图详细地解释本发明，在附图中:
[0024]图1示出了根据本发明的用于检测轮胎磨损的设备；
[0025]图2示出了包括根据本发明的设备的轮胎，以及
[0026]图3示出了用于检测轮胎磨损的设备，并且其中，该设备包括在轮胎的胎面区域中多个叠置(stacked)的磨损表面，并且其中，湿度检测器位于每个磨损表面之下。
[0027]如所提到的，本发明的目的在于提供一种用于检测并指示轮胎15的磨损的设备10。由包括至少一个湿度检测器30的设备10来提供检测轮胎的磨损，所述至少一个湿度检测器位于轮胎15的胎面中。当湿度检测器30放置在轮胎15的胎面区域中并且位于磨损表面之下时，在磨掉一定量的磨损表面之前不会检测到湿度。在一个实施方式中，磨损表面可以是来自于轮胎本身的橡胶，或者可以是由不同的材料制成的磨损表面。磨损表面也能包括多个叠置的磨损表面，例如，来自于轮胎15本身的橡胶以及在该橡胶下方由另一材料制成的另一磨损表面。
[0028]每个磨损表面由此可包括不同的厚度和/或材料，以使得每个表面在使用期间具有不同的磨损寿命。
[0029]不仅为了能够检测轮胎15的磨损，而且还为了能够检测轮胎的磨损程度，多个叠置的磨损表面可定位在轮胎15的胎面区域中，并且其中，湿度检测器定位于每个磨损表面之下。
[0030]图1示出了本发明的一个实施方式。在该实施方式中，设备10包括湿度检测器30以及其他装置，所有这些装置均位于轮胎的胎面区域中的腔体20中。更具体地，设备10的该实施方式包括所述湿度检测器30以及信号发射装置，这两者均连接于产生能量的装置，该产生能量的装置将在下文进一步描述。当检测到水分时，包括发射器40的信号发射装置将发射指示轮胎磨损的信号。腔体20可以是在轮胎15的胎面区域中钻削的、磨削的、预模制的孔。
[0031]腔体20也可以是保持设备10的不同部分的壳体。该壳体插入轮胎15的胎面区域中。壳体的外部可以装配有倒钩(barbs)，从而当壳体安装在轮胎的腔体20中时壳体将固定。如所提到的，磨损表面可以例如是来自于轮胎本身的橡胶，或者可以是由不同的材料制成的磨损表面，在最后一个实例中，两者均定位于腔体20或壳体上方。
[0032]用于产生能量的装置可以是连接于湿度检测器和发射器40的小电池，当检测到水分时，所述发射器将开始发射信号。
[0033]在本发明的一个实施方式中，用于产生能量的装置包括至少一个干式充电催化电极蓄电池，所述蓄电池具有双重功能，当水分和水穿过磨损的磨损表面时，蓄电池还用作湿度检测器30。
[0034]当水分和水到达蓄电池时，蓄电池将被激活并开始产生能量，并且向发射器40提供必要的电力，以用于发射指示轮胎磨损的信号。
[0035]该类型的电池可保持不激活，并且在多年中不变质。因为它是干式充电的，所以该类型的电池不会输送电力直到其通过由于轮胎的磨损产生的水分和水而激活。
[0036]蓄电池可例如由铜电极和锌电极制成，其中铜电极与锌电极之间的干盐作为电解质。这是多种可能的电极和电解质中的一个实例。与其他金属的其他已知的组合可能比铜和锌更有效，并且产生更高的电压曲线。
[0037]分离的蓄电池单元也可串联地连接，并且具有用于产生理想电压的电极的不同组入口 ο
[0038]铜和锌的电极输出大约1伏特的电压，但是通过串联连接这些电极可增大电压。
[0039]当水进入电极之间时，由于壳体的磨损表面的磨损，电解质将被激活并且将产生电力。因此，蓄电池将用作湿度检测器和电源。由于磨损表面，蓄电池还将间接地用作磨损传感器。
[0040]信号发射装置可以是标准的已知装置，其包括具有相应电子装置的无线电发射器40。在信号发射