包括用于测量机械力的设备的轮胎、及所述设备的用途的制作方法

文档序号:23014233发布日期:2020-11-20 12:17阅读:122来源:国知局
包括用于测量机械力的设备的轮胎、及所述设备的用途的制作方法
本发明涉及一种包括设备的轮胎,其中该设备包括第一层、第二层、第三层、第四层和第五层,第三层是可选的。本发明还涉及该设备的用途。
背景技术
:传感器在当今的汽车行业中发挥着越来越重要的作用。它们不仅可以帮助监控各种汽车零件在生产或使用中的材料特性,而且还可以感知力的作用,力的作用(如果有的话)在没有传感器的情况下仅可困难地感知。这里通常需要将传感器安装在汽车中的各个点处,以便直接原位测量材料特性或作用力的变化。传感器的尺寸在此也是一个要素,并且尺寸应处于最小化,以便传感器的安装不会引起任何附加的问题。另外,传感器通常只能在电源的辅助下频繁使用。另外,与电源的连接以及电源在适当点处的安装使得在设想的位置安装传感器更加困难。技术实现要素:本发明所基于的一个问题是提供一种设备,该设备能够测量行驶过程中轮胎中的机械力,例如侧向力或制动力。特别地,这应该优选地在不使用附加电功率源的情况下是可能的,并且该设备应该是特别敏感的。另外,本发明的另一目的是提供一种用于给轮胎或车轮中的能量源充电的设备。通常,根据本发明,此目的通过一种设备来实现,其特征在于该设备包括以下层-包括第一电极材料的第一层,-包括第一中间材料的另一层,-包括第二中间材料的另一层,并且-包括第二电极材料的另一层,其中-该第一中间材料和该第二中间材料不同。优选地,该设备还包括用于测量在第一层和包括第二电极材料的第五层之间、或在包括第一中间材料的层与包括第二中间材料的层之间的电压的器件。在本发明的上下文中,短语“这四[...]层根据上述顺序彼此上下布置”是指第一层直接安装在第二层上、第二层直接安装在第四层上、并且第四层直接安装在第五层上,这四层之间没有另外的层。这特别适用于下面描述的本发明的四个具体实施例。在本发明的上下文中,术语“第五层”仅应被理解为此层的命名法,并且不应以除了此第五层之外还必须存在四个附加层的方式来理解。同样适用于第二层、第三层和第四层。因此,例如,在根据本发明的设备中,可以存在四层,其中这四层由第一层、第二层、第四层和第五层组成。在这个意义上,在整个本发明的上下文中,第一层也可以被指定为顶层,第二层被指定为上中间层,第三层被指定为绝缘层,第四层被指定为下中间层,第五层被指定为底层。这特别适用于下面描述的本发明的四个具体实施例。此目的的上述总体解决方案的所有优点在下面通过特定的实施例进行描述,并且在细节上作必要修改而应用于上述总体实施例。在第一实施例中,根据本发明,此目的通过一种用于测量机械力的设备来实现,该设备包括第一层、第二层、第三层、第四层和第五层,该第三层是可选的,其特征在于,a)该第一层包括第一电极材料,b)该第二层包括第一中间材料,c)该第三层包括绝缘材料,d)该第四层包括第二中间材料,以及e)该第五层包括第二电极材料,其中-该第二层的第一中间材料和该第四层的第二中间材料不同,-根据上述顺序的四层或五层彼此上下布置并且-除了该第二中间材料之外,该第二层和/或第四层还包括至少一种填料。已经发现,出人意料地,在本发明的上下文中,在第二层和第四层中具有上述介电传导率(dielektrischen)的两种不同的中间材料之间的摩擦的情况下,必须将足够的每单位面积的电子转移,以便在这两种相互摩擦的中间材料分离时产生足够高的电压。然后可以利用产生的电压来产生电信号。可以利用此电信号来测量或甚至量化原始摩擦所产生的力。在本发明的上下文中,根据本发明的设备的第二层和第四层包括相应的中间材料,这些中间材料可以通过接触并且尤其是通过摩擦而带电。与在两个电极材料之间仅存在一个中间层、未根据本发明的相当的设备相比,第一中间层和第二中间层(即根据本发明的设备的第二层和第四层)的存在产生更高的电压和电流,因此在电流产生期间实现更高的功率、或在测试期间实现更灵敏的测量设备。给予优选的是如上所述的设备,其中该设备-适于测量机械力和/或-适于产生电压并为附接到包括该轮胎的车轮或附接到该轮胎的电池和/或蓄电池充电,该轮胎优选地是根据以下描述的本发明的轮胎。另外,在本发明的上下文中,第三层可以可选地存在于第二层和第四层之间,其被设计成使得根据本发明的设备的第二层和第四层可以在第一状态下彼此分离并在第二状态下彼此接触。在此,根据本发明的设备的第二状态可以由与这些层成直角作用的力来触发,该力引起根据本发明的设备的第二层和第四层之间的接触。因此,本发明的重要贡献在于认识到,在如上所述的或如上作为优选所述的根据本发明的设备的第二层和第四层之间存在第三层的情况下,可以在第二层和第四层之间转移更多的电子、以在第二层和第四层之间的接触分离之后在第二层和第四层之间产生电压。随后,可以通过过渡到根据本发明的设备的第三状态而使在第二状态中转移的电子保持分离。转移的电子导致第二层和第四层之间的电荷差,因此也导致根据本发明的设备的第一层和第五层之间的电荷差。第一层和第五层之间的电压差是由转移的电子引起的,而第四层和第二层在接触后又彼此移除。第三层的存在可以增加电压差。还可能已表明,第二层和/或第四层中填料的存在可以进一步增加在根据本发明的设备中产生的电压或电功率,这两者带有第三层和不带有第三层,并且因此可以实现对根据本发明的设备上的力的更加灵敏的测量。根据本发明的设备的第一层和第五层之间的电压可以通过电压表来测量。因此,根据本发明的设备优选地还具有用于测量根据本发明的设备的第二层与第四层之间或第一层与第五层之间的电压的电压表。然而,给予优选的是如上所述的或如上作为优选所述的设备,一种用于测量机械力的设备,该设备包括顶层、上中间层、下中间层和下中间层并且不包括第三层,其特征在于-该顶层包括第一电极材料,-该上中间层包括第一中间材料,-该下中间层包含第二中间材料,并且-该底层包括第二电极材料,其中-该上中间层的第一中间材料和该下中间层的第二中间材料不同,-这四层根据上述顺序彼此上下布置,并且-除了该第二中间材料之外,该上中间层和/或该下中间层还包括至少一种填料。如果将这样的设备安装在如下所述的根据本发明的轮胎中,则该设备特别具有以下描述的优点。给予优选的是如上所述的设备,其特征在于用于测量机械力,其包括第一层、第二层、第三层、第四层和第五层,其特征在于a)该第一层包括第一电极材料,b)该第二层包括介电传导率er大于1.01f·m-1的第一中间材料,c)该第三层包括绝缘材料,d)该第四层包括介电传导率er大于1.01f·m-1的第二中间材料,以及e)该第五层包括第二电极材料,其中-该第二层的第一中间材料和该第四层的第二中间材料不同,-这五层被布置成一个在另一个的顶部,-在该设备的第一状态下,该第二层和该第四层通过该第三层彼此分开并且-该第三层被设计成使得该第二层和该第四层可以在该设备的第二状态下彼此。给予优选的是如上所述的设备,其特征在于a)该第一层由第一电极材料组成,b)该第二层包括介电传导率er大于1.01f·m-1的第一中间材料,c)该第三层包括绝缘材料,d)该第四层包括介电传导率er大于1.01f·m-1的第二中间材料,并且e)该第五层由第二电极材料组成,其中-该第二层的第一中间材料和该第四层的第二中间材料不同,-这五层被布置成一个在另一个的顶部,-在该设备的第一状态下,该第二层和该第四层通过该第三层彼此分开并且-该第三层被设计成使得该第二层和该第四层可以在该设备的第二状态下彼此。特别给予优选的是如上所述的设备,其特征在于a)该第一层由第一电极材料组成,b)该第二层由介电传导率er大于1.01f·m-1的第一中间材料组成,c)该第三层包括绝缘材料,d)该第四层由介电传导率er大于1.01f·m-1的第二中间材料组成,并且e)该第五层由第二电极材料组成,其中-该第二层的第一中间材料和该第四层的第二中间材料不同,-这五层被布置成一个在另一个的顶部,-在该设备的第一状态下,该第二层和该第四层通过该第三层彼此分开并且-该第三层被设计成使得该第二层和该第四层可以在该设备的第二状态下彼此。在本发明的上下文中优选的是,通过机械力作用在根据本发明的设备上来触发设备从第一状态到第二状态的过渡。另外,更优选的是,一旦上述机械力停止作用于根据本发明的设备,则处于第二状态的根据本发明的设备然后转换为第三状态。根据本发明的设备的第三状态与根据本发明的设备的第一状态的不同之处在于,可以测量根据本发明的设备的第二层与第四层之间、或第一层与第五层之间的电压。在本发明的上下文中,表述“机械力”优选地包括对根据本发明的设备的任何外部作用,该外部作用具有将根据本发明的设备从第一状态转换至第二状态的作用。上述机械力优选地应以直角作用于根据本发明的设备的五层的纵向范围。给予优选的是如上所述的或如上通过优选所述的根据本发明的设备,这五层以上述字母a)、字母b)、字母c)、字母d)和字母e)所指定的顺序地一个在另一个顶部上,并且它们之间没有另外的层。更优选的是,根据本发明的设备包括将在根据本发明的设备的第一层和第五层之间产生的电压转换成电磁信号的发射器单元,然后该电磁信号可以由其他地方的接收单元以节省空间的方式接收。在此有利的是,信号包含与电压的幅值有关的信息,以便能够量化电压并因此量化所施加的机械力。在本发明的上下文中,可以使用在现有技术中的电极中使用的现有技术中已知的任何材料作为根据本发明的设备的第一电极和第二电极的材料。优选地,两种电极材料由相同的材料、尤其是相同的金属组成。在本发明的上下文中,优选的电极材料选自下组,该组由以下各项组成:铜、铝、银、氧化铁、以及碳基材料。特别优选的电极材料选自下组,该组由以下各项组成:铜、铝、银、以及碳基材料。特别优选的电极材料选自下组,该组由以下各项组成:铜、铝、碳纤维、以及在20℃下比电导率大于1s·cm-1的橡胶化合物。这样的橡胶化合物特别是炭黑含量大于20phr的炭黑、特别优选是大于50phr的炭黑、非常特别优选是大于80phr的炭黑的橡胶化合物。在本发明的上下文中,碳基材料优选为石墨、石墨烯、碳纳米管、炭黑。第一层和第五层不必具有与第二层和第四层相同的尺寸,并且特别是可以更小。还可以想到的是,第一层和第五层以组织状的方式构造,因此不形成连续的层。还可能的是第一层和第五层由彼此分开的一个或多个线和/或纤维组成。根据本发明的设备的第一层和第五层的电极材料的功能主要是保证电子的快速传输,并且因此,只要满足此功能,就可以对它们进行任意设计。在本发明的上下文中,所使用的第一或第二中间材料可以是介电传导率er大于1.01f·m-1的任何材料。在本发明的上下文中,中间材料仅具有从相应的另一中间材料吸收电子并释放电子的任务,因此具有在相应的相邻电极材料中产生对应相反极性的电荷的任务。在电极材料中产生的相反极性的电荷在根据本发明的设备的第一层和第五层之间产生电压。在本发明的上下文中,出人意料地发现,介电传导率er大于1.01f·m-1的中间材料足以产生足够大的电压,该电压可以用于测量机械力。在此另外有利的是,根据本发明的设备的第三层的绝缘材料优选在20℃下具有比第一中间材料和第二中间材料的电导率低的电导率。绝缘材料的电导率比第一和第二中间材料的电导率低已经足以在第二层和第四层或第一层和第五层之间至少短暂地产生电压,该电压可以用于产生电信号。特别高的机械力还可以在根据本发明的设备中产生特别高的电压,电压不仅可以用于测量机械力,而且可以用于给蓄电器件充电或用于驱动电动设备。给予优选的是如上所述的或如上作为优选所述的设备,该设备包括第三层,该设备的处于第一状态的第二层和第四层通过第三层分开,该第三层被设计成使得第二层和第四层可以在该设备的第二状态下彼此接触。如上所述,在根据本发明的设备中具有第三层是有利的,该第三层确保第二层和第四层彼此完全分开,并且此外还获得最大电功率,即,根据本发明的设备的测量电压与电流的乘积。但是,也有可以在第二层和第四层彼此不完全分离的情况下,在根据本发明的设备的第二层和第四层之间以及因此在第一层和第五层之间获得电流并因此获得电压。在根据本发明的设备中,如果第四层和第二层彼此永久地接触并且仅改变作用在它们上的力,则也可以产生电压和电流。本发明的这种优选实施例特别有利地用于车辆轮胎,上文所述或下文所述的第三层在该车辆轮胎中难以实施。出于上述原因,第三层仅对于根据本发明的设备是最佳的。给予优选的是如上所述的或如上作为优选所述的设备,其中该设备-此外包括测量该设备的第一层和第五层之间的电压的器件和/或-包括适于根据该设备的第一层和第五层之间的电压产生电磁信号的发射器单元,和/或-此外,还能够实现第一和第二电极材料与测量电压的器件或与发射器单元接触的器件。优选的是,根据本发明的设备包括将产生的电压转换为rf信号的器件,在这种情况下,电压的水平也可以从rf信号中读出。这意味着,对信号进行评估的开环和/或闭环控制单元无需与根据本发明的设备安装在同一位置。在本发明的上下文中,除非另有说明,否则电导率的值始终基于在标准条件下、即特别是在20℃和大气压下测量的值。例如,电导率可以通过标准astme1004-17来测量。给予优选的是如上所述的或如上作为优选所述的设备,其中在二氧化硅的情况下,至少一种填料的总量在各自情况下相对于设备的第二层和/或第四层的总质量的比例优选是在按重量计0.1%至按重量计50%的范围内、优选是在按重量计5%至按重量计25%的范围内、特别优选是在按重量计10%至按重量计20%的范围内、非常特别优选是在按重量计13%至按重量计17%的范围内。其中,在二氧化硅的情况下,意味着仅二氧化硅作为填料存在的情况下,这样的设备产生甚至更大的电功率。给予优选的是如上所述的或如上作为优选所述的设备,其中在炭黑的情况下,至少一种填料的总量在各自情况下相对于设备的第二层和/或第四层的总质量的比例优选是在按重量计0.1%至按重量计50%的范围内、优选是在按重量计5%至按重量计25%的范围内、特别优选是在按重量计10%至按重量计20%的范围内、非常特别优选是在按重量计13%至按重量计17%的范围内。其中,在炭黑的情况下,意味着仅炭黑作为填料存在的情况下,这样的设备产生甚至更大的电功率。给予优选的是如上所述的或如上作为优选所述的设备,其中第二层和/或第四层中的至少一种填料的总量在各自情况下相对于设备的第二层和/或第四层的总质量的比例优选是在按重量计0.1%至按重量计50%的范围内、优选是在按重量计1%至按重量计20%的范围内、特别优选是在按重量计1%至按重量计10%的范围内、非常特别优选是在按重量计3%至按重量计7%的范围内。这样的设备产生甚至更大的电功率。给予优选的是如上所述的或如上作为优选所述的设备,其中第三层包括绝缘材料,该绝缘材料在20℃下的电导率小于10-1s·cm-1、优选是小于10-3s·cm-1、特别优选是小于10-6s·cm-1。本发明的上述方面的一个优点是上述绝缘材料藉由其低电导率而使在根据本发明的设备的第二状态下转移的电子在特别长的时间段上保持分离。给予优选的是如上所述的或如上作为优选所述的设备,其中五层中的每一者均具有横向范围并且具有两个纵向面,其中第二层的一个纵向面的总面积与第一层的一个纵向面的面积接触和/或第四层的一个纵向面的总面积与第五层的一个纵向面的面积接触。本发明上述方面的一个优点是,特别是各层之间的面积覆盖接触使得能够更快地感应出相应层之间的电子的、第一层和第五层之间的电压。在本发明的上下文中,优选的是,根据本发明的设备的层的横向范围与该层的最短范围平行地延伸并且因此与根据本发明的设备的层的纵向面成直角延伸。特别优选的是,根据本发明的设备的层的纵向面是根据本发明的设备的层的面,这些面各自与根据本发明的设备的相邻层邻接。这适用于根据本发明的所有上述设备以及以下描述的所有设备。给予优选的是如上所述的或如上作为优选所述的设备,其中,五层中的每一者具有横向范围并且具有两个纵向面,其中,在设备的第一状态下,-第三层的第一纵向面的总面积与第二层的一个纵向面的整个面积接触和/或-第三层的第二纵向面的总面积与第四层的一个纵向面的整个面积接触并且其中在根据本发明的设备的第二状态下,-第二层的所述纵向面的总表面积的至少50%、优选地至少80%与第四层的所述纵向面的表面接触并且-第四层的所述纵向面的总表面积的至少50%、优选地至少80%与第二层的所述纵向面的表面接触。本发明上述方面的一个优点是,在根据本发明的设备的第二状态下,每单位纵向面积上的特别大量电子可以在第二层和第四层之间转移。给予优选的是如上所述的或如上作为优选所述的设备,其中第二层的第一中间材料的介电传导率εr大于1.1f·m-1、优选是大于1.5f·m-1、优选是大于2f·m-1、更优选是大于5f·m-1、最优选是大于10f·m-1,和/或第四层的第二中间材料的介电传导率er大于1.1f·m-1、优选是大于1.5f·m-1、优选是大于2f·m-1、更优选是大于5f·m-1、最优选是大于10f·m-1。本发明上述方面的一个优点是,上述第一中间材料和第二中间材料可以吸收特别大量的电子,因此可以在根据本发明的设备的第一层和第五层之间产生特别高的电压差。这使得能够利用根据本发明的设备测量特别小的机械力。更优选地,上述第一中间材料或第二中间材料中的一者的介电传导率er不大于100f·m-1、最优选是不大于50f·m-1。在本发明的上下文中,中间材料的介电传导率er也称为相对介电常数er,并且是在20℃和50hz的频率下测量的。例如,该测量可以根据本领域技术人员已知的方法使用可商购的rlc测量仪器来进行。介电传导率er的确定优选地使用可商购的rlc测量仪器如下进行:损耗因子tanδ直接表示为“df:耗散因子”,它必须使用填充有介电材料的平板电容器的测量结果来计算,或优选地必须使用根据本发明的设备的测量结果来计算。在测量电容时,必须考虑到,除了要寻找的电极电容外,还包括平板电容器的电桥输入处的电源线和采样电容器壳体的电容。产生的杂散电容cf与频率无关,在评估中必须予以考虑,即减去杂散电容。给予优选的是如上所述的或如上作为优选所述的设备,其中在20℃和35%的相对空气湿度下测得的该第二层的第一中间材料的比摩擦电亲和力与该第四层的第二中间材料的比摩擦电亲和力之差至少为20nc/j、优选是至少40nc/j、更优选是至少60nc/j。本发明的上述方面的一个优点是,第一中间材料和第二中间材料不仅具有如上所述的足够高的介电常数,而且相对于比摩擦电亲和力也具有足够大的差,因此可以在第二状态下,在根据本发明的设备的第二层与第四层接触时,转移特别大量的电子。在本发明的上下文中,已经发现,轮胎中的沿径向方向作用的那些力可以以20nc/j的差被充分良好地测量。在本发明的上下文中,同样发现,轮胎中的沿周向方向作用的那些力可以以40nc/j的差被充分良好地测量。在本发明的上下文中,同样发现,轮胎中的侧向力可以以60nc/j的差被充分良好地测量。在上述发明的上下文中,在大气压和22℃下进行中间材料的比摩擦电亲和力的测量。提供由面积为1cmx1cm的中间材料构成的样品(以下称为中间材料样品),以及面积为1cmx2cm的丙烯腈-丁二烯橡胶的参考样品。参考样品在其整个面积上固定到具有1cmx2cm相同面积的铜触点上。用exair的“7006acgen4电离棒”将中间材料样品和参考样品静电中和。随后,将中间材料样品在参考样品的一端的整个面积上重叠,其面积为1cmx2cm。随后,在1cm2的重叠面积上以0.1n的力将样品材料边缘对边缘地压在一起,在施加此力的过程中,将中间材料样品从参考样品的一端拉到参考样品的另一端,使得其覆盖1cm的距离。在将中间材料样品和参考样品充分分离并将中间材料样品安装在具有1cmx1cm相同面积的适当铜触点上之后,通过“alphalabinc.”的alphalab表面直流电压表svm2确定中间材料样品和参考样品之间的所得电压,由此在两个触点之间获得的电压值的倒数给出了所检查的中间材料的上述比摩擦电亲和力。第一和第二中间材料的比摩擦电亲和力应优选不超过150nc/j,并且应更优选不超过100nc/j。给予优选的是如上所述的或如上作为优选所述的设备,其中第三层包括由硫化的天然或合成橡胶或热固性塑料组成的支撑边界,并且在该支撑边界中存在混合物,该混合物包括一种或更多种气体和/或由绝缘材料组成的颗粒,其中,支撑边界的厚度优选为0μm至200μm和/或最大电导率为10μs/m。给予优选的是如上所述的或如上作为优选所述的设备,其中第三层包括混合物,其中该混合物包括气体和由绝缘材料组成的颗粒,或由气体和由绝缘材料组成的颗粒组成,绝缘材料优选地选自下组,该组由以下各项组成:羊毛、树脂、琥珀、木材、纸、以及聚碳酸酯。优选的气体是空气、氮气或氩气,但尤其是空气。颗粒可以呈圆形形式、绳状形式或其他形式。颗粒优选呈绳状形式,例如在羊毛的情况下,其纵向范围为1mm至10cm,且厚度不超过1mm。给予优选的是如上所述的或如上作为优选所述的设备,其中第三层包括作为绝缘材料的液体或由其组成,该液体在20℃下的粘度在0.1mpa·s至106mpa·s的范围内,优选在20℃下的粘度在1mpa·s至10000mpa·s的范围内,更优选在20℃下的粘度在1mpa·s至100mpa·s的范围内。更优选地,第三层由上述液体组成。本发明的上述方面的一个优点是,具有上述粘度并且特别是具有进一步描述的第三层的电导率的液体特别好地适合作为根据本发明的设备中的第三层。然而,在此上下文中,第三层应该由另一材料侧向地界定,使得上述液体保持原位。此另一材料应该是不导电的,具有进一步描述的电导率,因为它将第二层与第四层两者连接,从而在上述液体上施加边界。给予优选的是如上所述的或如上作为优选所述的设备,其中第三层包括作为绝缘材料的压缩模量在1gpa至30gpa的范围内、优选地压缩模量在5gpa至10gpa的范围内的化合物。本发明的上述方面的一个优点是,具有上述压缩模量、尤其是具有进一步描述的第三层的电导率的化合物特别好地适合作为根据本发明的设备中的第三层。尤其是用于轮胎或工业橡胶制品,比如传送带、软管和传动带,但最特别地是用于轮胎。给予优选的是如上所述的或如上作为优选所述的设备,其中第二层的第一中间材料包括固体材料或主要由固体材料组成,固体材料选自下组,该组由以下各项组成:聚氨酯、铝、聚酰胺、云母、玻璃、聚丙烯酸酯、石英、铅、蚕丝、纤维素、以及其混合物。第一中间材料特别优选地包括或主要由固体材料组成,该固体材料选自下组,该组由以下各项组成:聚氨酯、聚酰胺、云母、玻璃、聚丙烯酸酯、石英、蚕丝、聚(有机)硅氧烷、纤维素、及其混合物。还给予优选的是如上所述的设备或如上所述的特别优选的设备,其中第二层的第一中间材料是尼龙或铝。但是玻璃和纤维素也是优选的,因为它们有利地具有超过2f·m-1的介电传导率。给予优选的是如上所述的设备或如上所述的特别优选的设备,其中第四层的第二中间材料包括固体材料或主要由固体材料组成,该固体材料选自下组,该组由以下各项组成:天然或合成橡胶、聚酯、聚乙烯、聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚丙烯、聚苯乙烯、聚氯丁二烯、聚丙烯腈、聚氯乙烯、聚(有机)硅氧烷、聚四氟乙烯、聚酰亚胺、硫化橡胶颗粒、填料、以及其混合物。特别优选地,第四层的第二中间材料包括或主要由固体材料组成,该固体材料选自下组,该组由以下各项组成:醋酸丝、天然或合成橡胶、表氯醇橡胶、聚酯、聚乙烯、聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚丙烯、聚苯乙烯、聚氯丁二烯、聚丙烯腈、聚氯乙烯、聚四氟乙烯、聚酰亚胺、硫化橡胶颗粒、填料、以及它们的混合物,其中天然或合成橡胶优选为橡胶nr、enr、br、sbr、ssbr、pdms、esbr和表氯醇橡胶。在本发明的范围内,术语“表氯醇橡胶”涵盖包含表氯醇作为单体单元的所有聚合物,特别是聚合的表氯醇,部分由表氯醇制成的嵌段共聚物和部分由表氯醇制成的三元共聚物,特别是由表氯醇、环氧醚(即环氧乙烷)和烯丙基缩水甘油醚制成的三元共聚物,名称为geco。在本发明的范围内,对于橡胶领域的专家而言,上述缩写指的是橡胶,其中,特别地,enr代表环氧天然橡胶,esbr代表乳液聚合的sbr,ssbr代表溶剂聚合的sbr,并且pdms代表聚(二甲基)硅氧烷。还给予优选的是如上所述的设备或如上所述的特别优选的设备,其中第四层的第二中间材料包括天然或合成橡胶、聚(有机)硅氧烷、具有表面改性的氟代烃链的硫化橡胶颗粒及其混合物,其中提到的第二中间材料中的每一者更优选地还包括石墨、二氧化硅或炭黑。特别给予优选的是如上所述的设备或如上所述的特别优选的设备,其中作为第四层的第二中间材料,使用聚异戊二烯、聚(二甲基)硅氧烷、具有表面改性的氟代烃链的硫化橡胶颗粒及其混合物,其中,非常特别优选地提及的第二中间材料中的每一者还包括石墨。但是也给予优选的是天然橡胶或合成橡胶、聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯或特氟隆作为第四层的第二中间材料,因为它们有利地具有超过2f.m-1的介电传导率,其中天然或合成橡胶优选为橡胶nr、enr、br、sbr、ssbr、pdms、esbr和表氯醇橡胶。给予优选的是如上所述的或如上作为优选所述的设备,其中该设备另外包括用于提高设备的机械稳定性的稳定壳,该稳定壳包围五层的整体。本发明的上述方面的一个优点是,稳定壳将这些层保持在它们的位置上并赋予设备机械稳定性。稳定壳也可以部分地延伸远至根据本发明的设备的第四层和第二层之间,以帮助在施加机械力之后第三层的膨胀。稳定壳可以主要或完全由以下化合物之一组成:树脂、琥珀、木材、纸、聚碳酸酯、聚氨酯、聚酰胺、聚丙烯酸酯、天然或合成橡胶、聚酯、聚乙烯、聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚丙烯、聚苯乙烯、聚氯丁二烯、聚丙烯腈、聚氯乙烯、聚(有机)硅氧烷、聚四氟乙烯、聚酰亚胺、硫化橡胶颗粒、填料及其混合物。然而,优选地,稳定壳由树脂、琥珀、木材、纸或聚碳酸酯组成。给予优选的是如上所述的或如上作为优选所述的设备,其中该第四层的第二中间材料-包括表氯醇橡胶或,或-主要或全部由表氯醇橡胶组成,和/或该第二层的第一中间材料-包括聚(有机)硅氧烷、优选地包括pdms,或-主要或全部由聚(有机)硅氧烷组成、优选地由pdms组成。根据本发明的这种设备具有更高的电功率。给予优选的是如上所述的或如上作为优选所述的设备,其中第二层和/或第四层的表面的根据dineniso4288:1998测量的表面粗糙度ra在0.1μm至500μm的范围内、优选是在0.5μm至100μm的范围内、特别优选是在1μm至50μm的范围内、非常特别优选是在1μm至5μm的范围内。在本发明的上下文中,第二层和/或第四层的所述表面始终是第二层和/或第四层的面向第三层的表面。根据本发明的这种设备具有更高的电功率。给予优选的是如上所述的或如上作为优选所述的设备,其中第二层和/或第四层的层厚度(此后也称为这一层的横向范围)在10μm至1000μm的范围内、优选是在30μm至300μm的范围内、特别优选是在70μm至160μm或101μm至160μm的范围内、非常特别优选是在110μm至130μm的范围内。根据本发明的这种设备具有更高的电功率。给予优选的是如上所述的或如上作为优选所述的设备,其中五层中的每一者具有与横向范围成直角的纵向范围,并且-五层中的每个单一层的纵向范围在0.1mm至1000mm的范围内、优选是在0.1mm至100mm的范围内、更优选是在0.1mm至10mm的范围内,和/或-五层中的每一层的横向范围在0.01mm至10mm的范围内、优选是在0.01mm至1mm的范围内、更优选是在0.01mm至0.1mm的范围内。本发明的上述方面的一个优点是,上述尺寸特别好地适合于测量轮胎或工业橡胶制品(比如传送带、软管和传动带,但是最特别地用于轮胎)中的机械力。给予特别高度优选的是如上所述的设备,其特征在于a)该第一层由第一电极材料组成,b)该第二层由第一中间材料组成,c)该第三层包括绝缘材料,d)该第四层由第二中间材料组成,以及e)该第五层由第二电极材料组成,其中-该第二层的第一中间材料和该第四层的第二中间材料不同,-这五层被布置成一个在另一个的顶部,-在该设备的第一状态下,该第二层和该第四层通过该第三层彼此分开,-该第三层被设计成使得该第二层和该第四层可以在该设备的第二状态下彼此接触,-该第三层的绝缘材料在20℃时的电导率小于10-3s·cm-1,-这五层中的每一者具有横向范围并且具有两个纵向面,其中第二层的一个纵向面的整个面积与第一层的一个纵向面的面积接触,第四层的一个纵向面的整个面积与第五层的一个纵向面的面积接触,-在该设备的第一状态下,第三层的第一纵向面的整个面积与第二层的一个纵向面的面积接触,并且第三层的第二纵向面的整个面积与第四层的一个纵向面的面积接触,-第三层,作为绝缘材料,包括在20℃下的粘度为1mpa·s至100mpa·s范围内的液体,-第二层的第一中间材料由尼龙或铝组成,-第四层的第二中间材料由固体聚二甲基硅氧烷和石墨固体颗粒的混合物组成并且-这五层中的每一者具有与横向范围成直角的纵向范围,五层中的每一层的纵向范围在0.1mm到100mm的范围内,五层中的每一层的横向范围在0.01mm到1mm的范围内。根据本发明的用于测量机械力的设备的上述有利方面也适用于下文描述的轮胎或工业橡胶制品的所有方面,并且下文中讨论的根据本发明的轮胎或工业橡胶制品的有利方面相应地适用于根据本发明的用于测量机械力的设备的所有方面。本发明还涉及一种轮胎或工业橡胶制品,该轮胎或工业橡胶制品包括如上所述的或如上作为优选所述的设备,并且本发明还涉及测量该设备的第一层与第五层之间或该设备的第二层与第四层之间的电压的器件。工业橡胶制品优选是传送带、软管和传动带。优选地,根据本发明的轮胎是充气轮胎、更优选地是充气车辆轮胎、最优选地是用于多用途车辆或汽车的充气车辆轮胎、非常特别优选地是用于汽车的充气车辆轮胎。给予优选的是如上所述的或如上作为优选所述的轮胎,其中-该设备安装在轮胎的胎面中并且-设备的中心轴线沿轮胎的轴向方向或周向方向延伸。本发明的上述方面的一个优点是,在行驶时可以测量轮胎胎面中的沿周向方向的制动力或加速力、以及沿轴向方向的侧向力。在本发明的范围内,根据本发明的设备的中心轴线优选地延伸通过根据本发明的设备的第一层或第三层的几何中心,并且与根据本发明的设备的纵向延伸相垂直。给予优选的是如上所述的或如上作为优选所述的轮胎,其中该设备包括第一层、第二层、第三层、第四层和第五层,第三层是可选的,其特征在于a)该第一层包括第一电极材料,b)该第二层包括第一中间材料,d)该第四层包括第二中间材料,以及e)该第五层包括第二电极材料,其中-该第二层的第一中间材料和该第四层的第二中间材料不同,-四层或五层根据上述顺序彼此上下,并且-除了该第二中间材料之外,该第二层和/或第四层还包括至少一种填料。优选地,该设备还包括用于测量该设备的第一层和第五层、或第二层和第四层之间的电压的器件。给予优选的是如上所述的或如上作为优选所述的轮胎,该设备适于测量机械力和/或产生电压。还给予优选的是如上所述的或如上作为优选所述的轮胎,该设备适于为附接到包括该轮胎的车轮或附接到该轮胎的电池和/或蓄电池充电。给予优选的是如上所述的或如上作为优选所述的轮胎,其中第二层和/或第四层中的至少一种填料是炭黑和/或二氧化硅,在二氧化硅的情况下,至少一种填料的总量在各自情况下相对于设备的第二层和/或第四层的总质量的比例优选是在按重量计0.1%至按重量计50%的范围内、优选是在按重量计5%至按重量计25%的范围内、特别优选是在按重量计10%至按重量计20%的范围内、非常特别优选是在按重量计13%至按重量计17%的范围内。给予优选的是如上所述的或如上作为优选所述的轮胎,其中第二层和/或第四层中的至少一种填料的总量在各自情况下相对于设备的第二层和/或第四层的总质量的比例优选是在按重量计0.1%至按重量计50%的范围内、优选是在按重量计1%至按重量计20%的范围内、特别优选是在按重量计1%至按重量计10%的范围内、非常特别优选是在按重量计3%至按重量计7%的范围内。给予优选的是如上所述的或如上作为优选所述的轮胎,其中-该第二层的第一中间材料的介电传导率εr大于1.01f·m-1、优选地大于1.1f·m-1,和/或-该第四层的第二中间材料的介电传导率er大于1.01f·m-1、优选地大于1.1f·m-1。给予优选的是如上所述的或如上作为优选所述的轮胎,其中在20℃和35%的相对空气湿度下测得的该第二层的第一中间材料的比摩擦电亲和力与该第四层的第二中间材料的比摩擦电亲和力之差至少为20nc/j。给予优选的是如上所述的或如上作为优选所述的轮胎,其中-该第二层的第一中间材料包括固体材料或主要由固体材料组成,该固体材料选自下组,该组由以下各项组成:聚氨酯、云母、玻璃、石英、蚕丝、聚(有机)硅氧烷、纤维素及其混合物,和/或-第四层的第二中间材料包括固体材料或主要由固体材料组成,该固体材料选自下组,该组由以下各项组成:醋酸丝、天然或合成橡胶、聚酯、聚乙烯、聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚丙烯、聚苯乙烯、聚氯丁二烯、聚丙烯腈、聚氯乙烯、硫化橡胶颗粒、填料及它们的混合物,以及可选地,额外地聚(有机)硅氧烷,其中天然或合成橡胶优选为橡胶nr、enr、br、sbr、ssbr、pdms、esbr和表氯醇橡胶。给予优选的是如上所述的或如上作为优选所述的轮胎,其中-第二层的第一中间材料包括固体材料或主要由固体材料组成,该固体材料选自下组,该组由以下各项组成:聚氨酯、聚(有机)硅氧烷、纤维素及其混合物,和/或-第四层的第二中间材料包括固体材料或主要由固体材料组成,该固体材料选自下组,该组由以下各项组成:天然橡胶、聚酯、表氯醇橡胶、聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚苯乙烯、聚氯丁二烯、聚丙烯腈、聚氯乙烯及其混合物,以及可选地另外地聚(有机)硅氧烷。给予优选的是如上所述的或如上作为优选所述的轮胎,其中该第四层的第二中间材料-包括表氯醇橡胶或-主要或全部由表氯醇橡胶组成,和/或该第二层的第一中间材料-包括聚(有机)硅氧烷、优选地包括pdms,或-主要或全部由聚(有机)硅氧烷组成、优选地由pdms组成。给予优选的是如上所述的或如上作为优选所述的轮胎,其中第二层和/或第四层的表面的根据dineniso4288:1998测量的表面粗糙度ra在0.1μm至500μm的范围内、优选是在0.5μm至100μm的范围内、特别优选是在1μm至50μm的范围内、非常特别优选是在1μm至5μm的范围内。给予优选的是如上所述的或如上作为优选所述的轮胎,其中该第二层和/或第四层的层厚度在10μm至1000μm的范围内、优选地在30μm至500μm或30μm至300μm的范围内、特别优选地在70μm至160μm或101μm至160μm的范围内、非常特别优选地在110μm至130μm的范围内。给予特别优选的是如上所述的或如上作为优选所述的轮胎,其中该设备包括在第二层和第四层之间的第三层,并且第三层包括绝缘材料。给予优选的是如上所述的或如上作为特别优选所述的轮胎,其中第三层具有绝缘材料,该绝缘材料在20℃下的比电导率小于10-1s·cm-1。给予优选的是如上所述的或如上作为特别优选所述的轮胎,其中第三层-包括由硫化橡胶或热固性塑料组成的支撑边界,并且在该支撑边界中存在混合物,该混合物包括一种或多种气体和/或由绝缘材料组成的颗粒,其中,该支撑边界的厚度优选地为0μm至200μm和/或最大电导率为10μs/m,或-该绝缘材料是流体,其粘度在20℃时在0.1mpa·s至106mpa·s的范围内,该粘度通过旋转粘度计根据dineniso3219进行测量。给予优选的是如上所述的或如上作为特别优选所述的轮胎,其中-该设备安装在轮胎的胎面中、和/或-该设备的中心轴线在该轮胎的径向方向、轴向方向或周向方向上延伸,优选地在该轮胎的轴向方向或周向方向、特别优选地在该轮胎的周向方向上延伸。根据本发明的用于测量机械力的设备或根据本发明的轮胎或工业橡胶制品的上述有利方面也适用于下文所述的设备的用途之一的所有方面,并且在下文中讨论的设备的根据本发明的用途之一的有利方面相应地适用于根据本发明的用于测量机械力的设备、或根据本发明的轮胎或工业橡胶制品的所有方面。本发明还涉及如上所述的或如上作为优选所述的设备在沿着根据本发明的设备的第三层的横向范围或沿着根据本发明的设备的中点轴线测量机械力的用途。本发明还涉及如上所述的或如上作为优选所述的设备在设备的第一层和第五层之间或在设备的第二层和第四层之间产生电压的用途,该电压优选地用于为能量存储装置(比如车轮或轮胎上的电池或其他蓄电池)充电。因此,作用在根据本发明的设备上的力被转换成存储在能量存储装置中的电荷。下面在第二实施例中作为方面列出了本发明的其他有利方面,括号中的数字表示附图中的附图标记:1.一种用于测量机械力(12)的设备,包括第一层、第二层、第三层、第四层和第五层(1,2,3,4,5),其特征在于,a)该第一层(1)包括第一电极材料,b)该第二层(2)包括介电传导率er大于1.01f·m-1的第一中间材料,c)该第三层(3)包括绝缘材料(9),d)该第四层(4)包括介电传导率er大于1.01f·m-1的第二中间材料以及e)该第五层(5)包括第二电极材料,其中-该第二层(2)的第一中间材料和该第四层(4)的第二中间材料不同,-这五层被布置成一个在另一个的顶部,-在设备(6)的第一状态下,第二层和第四层(2,4)通过该第三层(3)彼此分开并且-该第三层(3)被设计成使得该第二层和该第四层(2,4)可以在该设备(6)的第二状态下彼此接触。2.根据方面1所述的设备,该第三层(3)的绝缘材料(9)在20℃下的电导率小于10-1s·cm-1。3.根据前述方面中任一项所述的设备,其中该第二层(2)的第一中间材料的介电传导率εr大于1.1f·m-1和/或该第四层(4)的第二中间材料的介电传导率er大于1.1f·m-1。4.根据前述方面中任一项所述的设备,其中在20℃和35%的相对空气湿度下测得的该第二层(2)的第一中间材料的比摩擦电亲和力与该第四层(4)的第二中间材料的比摩擦电亲和力之差至少为20nc/j。5.根据前述方面中任一项所述的设备,其中第三层(3)-由混合物组成,其中该混合物包括气体和由绝缘材料(9)组成的颗粒,或-作为绝缘材料(9)包括在20℃下的粘度在0.1mpa·s至106mpa·s范围内的液体。6.根据前述方面中任一项所述的设备,其中-该第二层(2)的第一中间材料包括固体材料或主要由固体材料组成,该固体材料选自下组,该组由以下各项组成:聚氨酯、铝、聚酰胺、云母、玻璃、聚丙烯酸酯、石英、铅、蚕丝、纤维素及其混合物,和/或-该第四层(4)的第二中间材料包括固体材料或主要由固体材料组成,该固体材料选自下组,该组由以下各项组成:醋酸丝、天然或合成橡胶、聚酯、聚乙烯、聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚丙烯、聚苯乙烯、聚氯丁二烯、聚丙烯腈、聚氯乙烯、聚(有机)硅氧烷、聚四氟乙烯、聚酰亚胺、硫化橡胶颗粒、填料及它们的混合物,其中天然或合成橡胶优选为橡胶br、sbr、ssbr、pdms、esbr和表氯醇橡胶。7.根据前述方面中任一项所述的设备,其中,该设备(6)另外包括用于增加该设备(6)的机械稳定性的稳定壳(7),该稳定壳包围五层(1,2,3,4,5)的整体。8.一种轮胎(24)或工业橡胶制品,包括根据前述方面中任一项所述的设备(6)和测量该设备(6)的第一层和第五层(1,5)之间的电压的器件(13)。9.根据方面8所述的轮胎,其中该设备(6)安装在该轮胎(24)的胎面(25)上并且该设备(6)的中心轴线(19)沿该轮胎(6)的轴向方向(14)或周向方向(15)延伸。10.根据方面1至7中任一项所述的设备的用途,用于沿着该设备(6)的第三层(3)的横向范围(18)测量机械力(12)。11.根据方面1至7中任一项所述的设备的用途,用于在该设备(6)的第一层和第五层(1,5)之间产生电压。附图说明图1:穿过在施加机械力之前处于第一状态的根据本发明的示意性设备的截面,该截面的相交平面与设备的中心轴线平行地延伸;图2:穿过在施加机械力期间处于第二状态的根据本发明的示意性设备的截面,该截面的相交平面与该设备的中心轴线平行地延伸;图3:穿过在施加机械力之后处于第三状态的根据本发明的示意性设备的截面,该截面的相交平面与该设备的中心轴线平行地延伸;图4:穿过根据本发明的示意性轮胎的截面,该截面的相交平面与轮胎的轴向方向成直角延伸;图5:用于确定根据本发明的设备的性能的测量装置的示意表示。附图标记清单1第一层/顶层2第二层/上中间层3第三层/绝缘层4第四层/下中间层5第五层/底层6设备;用于测量机械力的设备7稳定壳8电极材料与测量电压的器件之间的接触9绝缘材料;可压缩化合物10缺少负电荷11附加负电荷;透射电子12机械力13用于测量设备的第一层和第五层之间的电压的器件;电压表14旋转轴线;轴向方向15周向方向16径向方向17纵向范围18横向范围19设备的中心轴线20第四层的纵向面21第五层的纵向面22第三层的纵向面23第三层的几何中心24轮胎25胎面26帘线带27胎体28内衬层29用于确定根据本发明的设备的性能的测量装置30用于使根据本发明的设备的第一层(即铜电极)和第二层(即第一中间层)向上和向下运动的飞轮31用于将飞轮连接至测量装置上部部分的活塞32测量设备的顶部部分,包括根据本发明的设备的第一层和第二层33测量装置的底部部分,包括根据本发明的设备的第四层和第五层34聚碳酸酯印模35用于紧固根据本发明的设备的第四层和第五层的聚碳酸酯基体36第一层和第二层的表面之间的距离37飞轮的直径38带孔的聚碳酸酯边界,孔用于使空气逸出并在边界内部填充空气39示波器具体实施方式图1示出了在一个实施例中根据本发明的设备6的示意图,该设备包括五层1、2、3、4、5、电压表13和稳定壳7。图1示出了根据本发明的设备6的截面视图,该截面的相交平面与设备6的中心轴线19平行地延伸。设备6的中心轴线19与各个层的横向范围18平行地并且穿过根据本发明的设备6的第三层3的几何中心23延伸,并且与各个层的纵向范围17成直角(图1中仅示出了第一层1的纵向范围17)地延伸。图1还以截面以示意形式示出了第四层4的纵向面20和第五层5的纵向面21。另外,图1以示意形式示出了,如上所述,第三层3包括具有压缩模量并且作为绝缘材料的示例的可压缩化合物9。图1所示的设备6处于第一状态,没有外部机械力作用在根据本发明的设备6上。在此第一状态下,第三层3将第二层2与第四层4分开。由于在根据本发明的设备6的第一状态下第二层2和第四层4之间没有接触,所以没有电子可以在第二层2和第四层4之间转移。图2示出了在另一个实施例中根据本发明的设备6的示意图,该设备包括五层1、2、3、4、5、电压表13和稳定壳7。图2示出了根据本发明的设备6的截面视图,该截面的相交平面与设备6的中心轴线19平行地延伸。设备6的中心轴线19与五层1、2、3、4、5的横向范围平行地并且与五层1、2、3、4、5的纵向范围17成直角地并且穿过根据本发明的设备6的第三层3的几何中心23延伸。图2以示意形式示出了第三层3被压缩,因为机械力12正作用在根据本发明的设备6上。因此,图2所示的设备6处于第二状态,该第二状态在时间序列上跟随第一状态,在图2所示的示例中,机械力12从上方和下方作用在根据本发明的设备6上。在此第二状态下,第二层2和第四层4彼此接触。在根据本发明的设备6的第二状态下,第二层2和第四层4之间的接触使得电子11能够从第二层2转移到第四层4,并因此使第四层4富集有转移电子形式的附加负电荷11。这还不能在第一层和第五层之间产生电压,并且这仅在第二层2和第四层4移除时才发生。图3示出了在另一实施例中根据本发明的设备6的示意图,该设备包括五层1、2、3、4、5、电压表13和稳定壳7。图3示出了根据本发明的设备6的截面视图,该截面的相交平面与设备6的中心轴线23平行地延伸。设备6的中心轴线23与五层1、2、3、4、5的横向范围平行地并且与五层1、2、3、4、5的纵向范围成直角地并且穿过根据本发明的设备6的第三层3的几何中心23延伸。图3还以示意形式示出了第三层3的纵向面22。另外,图3以截面以示意形式示出了第三层3包括具有如上所述的压缩模量的可压缩化合物9。图3所示的设备6处于第三状态,该第三状态与根据本发明的设备6的第一状态的不同之处仅在于第一层1、第二层2、第四层4和第五层5之间的电子分布与第一状态相比不同。在此第三状态下,与根据本发明的设备6的第一状态相比,第三层3将第二层2与第四层4分开,第二层2包括更少的电子,即缺少负电荷10。然后,与根据本发明的设备6的第一状态相比,第四层4还包括转移电子11。为了补偿此电荷差,电子然后可以从第五层5流入第一层1中。第二层2和第四层4彼此移除地越远,第五层5和第一层1之间的电压就越高。第四层4和第二层2之间的电荷分布在幅值方面保持相同。一旦第四层4和第二层2再次彼此接近直到它们接触,即回到图2所示的第二状态,电子的此流动就反向。因此,根据本发明的设备6可以随后根据需要那样频繁地通过施加机械力从第二状态转换为第三状态或从第三状态转换为第二状态,因此如上所述的电子可以以从第五层5到第一层1的永远交替的方式移动,反之亦然。图4根据另一实施例以截面视图示出了根据本发明的轮胎24的示意图,该轮胎包括根据本发明的用于测量机械力的三个设备6,截面的相交平面与轮胎24的旋转轴线14成直角延伸。根据本发明的三个设备6布置在根据本发明的轮胎24的胎面25中或内衬层28上,其中根据本发明的一个设备6的中心轴线19与周向方向15平行地或与根据本发明的轮胎24的径向方向16平行地延伸。根据(根据本发明的设备6的中心轴线19在根据本发明的轮胎24的胎面25中延伸的)方向,可以以特别有效的方式对与根据本发明的设备6的中心轴线19平行地延伸的那些机械力进行测量。因此,如果根据本发明的设备6的中心轴线19与周向方向15平行地延伸,则可以以尤其有效的方式对在通过根据本发明的轮胎6行驶时的制动力和加速力进行测量。如果根据本发明的设备6的中心轴线19与旋转轴线14平行地延伸,则可以以尤其有效的方式对在利用根据本发明的轮胎6转弯时产生的侧向力进行测量。如果根据本发明的设备6的中心轴线19在胎面25中与根据本发明的轮胎6的径向方向16平行地延伸,则每当根据本发明的设备6位于胎面25的构成所谓的根据本发明的轮胎6的印迹的部分中时,存在特别强的机械力作用在根据本发明的设备6上。图5示出了在另一实施例中用于确定根据本发明的设备1的性能的测量装置29的示意表示,其中,该测量装置包括根据本发明的设备1、具有活塞31的飞轮30、以及具有聚碳酸酯印模34和聚碳酸酯基体35的稳定壳7。稳定壳7还包括带有孔的聚碳酸酯边界38。边界38中的孔用于在飞轮30旋转期间使空气平滑地逸出并向边界38的内部填充空气。飞轮30的旋转使得测量装置29的上部部分32与印模34以及与第一层1和第二层2一起上下移动。除非另有说明,否则以5hz的频率发生旋转,即每秒5转。使用连接到第一电极层1和第二电极层5(即连接到根据本发明的设备6的第一层1和第五层5)的示波器39、通过公式v0=vl/(rs+rl)以及相关的空载电流来确定第一电极层1和第二电极层5之间产生的空载电压。在图5中示意性地示出了示波器39的电路,该示波器具有电压源vl以及电阻器rs和rl,其中,指示的电路的触点连接到根据本发明的设备1的第一层1和第五层5。实验示例:测试方法:1.表面粗糙度ra结果根据dineniso4288:1998方法来确定。2.开路状态下的电气测量使用示波器“普源精电示波器(rigoloscilloscope)ds4014”、使用图5所示的测量装置、但不具有第三层、以5hz的飞轮旋转频率来测量开路电压和空载电流的值。飞轮的直径为4cm,旋转期间第二层和第四层之间的最大距离为2.5cm,最小距离为0cm。示波器具有以下设置:衰减比:10:1输入电阻:10mω±2%输入电容:13pf±3pf最大输入catii300vac补偿范围:6pf-24pf。在不具有第三层或存在稳定性壳的情况下,由于飞轮的旋转,第二层和第四层被周期性地压在一起。因此,测量电极之间(即第一层和第五层之间)的可测量电压,并从这些相应的电流中确定空载或开路状态的电流,也称为空载电流。这些可测量空载电压和所得的空载电流强度由示波器以周期峰值的形式记录,峰值的周期对应于飞轮的旋转频率。在表2至表4中记录的用于开路电压和开路电流水平的值对应于所测量的峰值的最大值和最小值之间的差值。在不具有如上所述的第三层的情况下使用根据本发明的设备的相应测试,即其中第二层和第四层连续地彼此接触并且仅改变了作用在第二层和第四层上的力,产生与下面显示的测试结果相同的趋势。生产:表1:在根据本发明的设备中使用的第二层和第四层的组成:材料量第二层第三层第四层gecophr------100pdmsphr100------填料phr------见表2znophr------3硬脂酸phr------2tmtdphr------2.5mbtsphr------1过氧化二异丙苯phr0.2------硫phr------1空气按重量计%---100---*geco=表氯醇、环氧乙烷和烯丙基缩水甘油醚的三元共聚物;**pdms=聚二甲基硅氧烷具有pdms的第二层和具有geco的第四层是根据标准的现有技术生产工艺生产的,该工艺包括将根据表1中的相应橡胶混合物进行混合、压延和硫化以用于第二层和第四层的步骤。将组分在70℃下以60rpm的转子速度加入到班伯里(banbury)密炼机中持续8分钟之后,进行相应橡胶混合物的混合。用两辊轧机进行压延10分钟,从而在完成的硫化层中获得120μm的层厚度(表4的e7和e8实验中的第四层除外)。在矩形硫化模具中在标准温度120℃进行硫化10分钟。以这种方式产生的层的长度为100mm、高度为30mm。对于示例e5和e6的第四层的粗糙化表面,在它们的硫化中使用通过喷砂进行粗糙化的硫化模具的模具区段。进行对应模具区段上的喷砂,其方式使得在面对第二层的一侧上,根据方法dineniso4288:1998获得5μm的表面粗糙度ra。测量结果:填料含量:表2:用于具有不同填料组分的根据本发明的设备的实验数据:1ultrasil7000gr,表面积-175m2/g2导电炭黑(ccb),printexxe2,粒径<30nm,表面积950m2/g表2示出了,填料含量从5phr到40phr可以实现最佳性能。这示出了,相对于根据本发明的设备的第二中间层(即第四层)的总质量的比例,从按重量计0.1%至按重量计50%的比例表现良好。在从按重量计1%到按重量计10%的范围内实现了特别高的性能(参见不具有填料的实验e0,具有10-phr二氧化硅的e1和具有5-phr炭黑的e3)。表面粗糙度ra:表3:用于具有变化的表面粗糙度的根据本发明的设备的实验数据1ultrasil7000gr,表面积-175m2/g2导电炭黑(ccb),printexxe2,粒径<30nm,表面积950m2/g表3示出了,通过在0.1μm至5μm范围内的表面粗糙度ra可以实现最佳性能。这也适用于第二层的表面粗糙度ra,并适用于5μm至100μm的范围,特别是如表3所示的用于0.3μm至3μm的范围。第四层的层厚度表4:具有厚度变化的第二层的根据本发明的设备的实验数据表4示出了,通过60μm至250μm范围的层厚度、尤其是通过120μm的层厚度可以实现最佳性能。这也适用于第四层的层厚度。层的厚度对应于根据本发明的设备的层的横向范围。当前第1页12
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