专利名称：轮胎表面制备与用于转发器安装的设备的制作方法
技术领域：
本发明整体涉及将轮胎传感器或监控系统安装于轮胎中，更具体而言，涉及轮胎表面制备与用于传感器、标签、或天线安装的设备。
背景技术：
通常使用包括天线在内的设备来以射频按照电子方式传送轮胎或车轮标识数据或其它数据。这种设备包括射频转发器，该射频转发器包括数据容量至少足以保留轮胎或车辆的标识信息的集成电路芯片。其它数据如转发器处的轮胎膨胀压力或轮胎或车轮温度，可以与标识数据一起通过转发器被传送。
使用天线来以射频传送来自包含于轮胎或轮胎与车轮组件的结构内的转发器的数据在本领域内已为人们所知。天线包括一根金属线或多股金属线且可以形成为环，并且可以是裸露的导体或者是由适用材料如塑料形成的挤压外皮所覆盖的导体。天线可以包括封闭式环或其它已知构型。天线与连接于其上的转发器组件可以在预成型过程中被固定于生胎上，或者在后硫化操作中附连于成品轮胎上。尽管天线与转发器可以在预硫化制造期间被包括于轮胎中，但是在实践中非常难以这样做。在制造过程中，子午线轮胎与斜交轮胎都经受相当大的直径扩大过程。斜交轮胎在被插入通常具有胶囊的硫化机中时沿直径方向膨胀，该胶囊用于将生胎压成封闭着其的模具的环形形状。子午线轮胎在轮胎成型或成形过程期间经受沿直径的膨胀，并且在硫化过程期间经受进一步的沿直径的膨胀。在轮胎制造过程中的直径扩大期间，嵌入轮胎中的任何天线和与其相关联的电子电路必须能够保持结构完整性和天线与转发器组件之间的机械连接。一旦装配于轮胎中，天线、转发器或天线至转发器的连接中任何所检测到的不能修理的故障就会破坏轮胎的使用，并且可迫使轮胎报废。因此，在制造过程中将天线-转发器组件放置于轮胎中就会承担装配部件随后发生的故障或破损将会迫使否则就会适用的轮胎受到破坏的风险。
为了保护电子装置免于在轮胎硫化周期中经受强直，已经提出在后硫化操作中利用粘合剂将天线与转发器设备应用于指定的轮胎区域中。然而，由于多种原因，利用粘合剂将天线与转发器组件有效应用至轮胎内胎侧已被证明存在问题。存在于轮胎的指定目标区域的脱模剂或其它污物可能会削弱或抑制转发器组件与轮胎之间的粘结结合。轮胎与转发器组件之间粘结结合的质量降低可能会在轮胎的使用寿命中造成某些点处发生分离。因此，由表面剂引起的转发器组件与轮胎之间的粘结失效是一个长期关注的问题。
因此，需要通过目标轮胎表面制备过程来保证轮胎内胎侧与转发器组件之间的有效粘结结合。需要一种用于从除了轮胎内胎侧上的其它非目标区之外的指定目标区消除试剂和/或污物的适用方法和设备。这种用于制备目标轮胎表面的方法和设备必须以有效的方式运行，优选地以自动方式运行。如果需要如此的话，这种程序还必须具有灵活性以使用其它替代表面制备技术和材料。另外，任何适用方法与设备必须能够既节省成本又可靠，而且对环境影响最小。
发明内容
根据本发明，提供了一种用于清洁轮胎表面以便将转发器、传感器或天线或其它装置粘附于目标表面的方法与设备。根据本发明的一个方面，在应用润滑脱模剂之前，生胎的目标表面区域整个或部分地被薄柔性膜所覆盖。然后，对轮胎进行硫化并将薄膜去除，从而显露出清洁的内衬层表面。根据本发明的另一个方面，可以使用有机或无机溶剂或表面活化剂来从成品轮胎的目标表面清除脱模剂。根据本发明的又一个方面，利用对目标轮胎表面进行抛光或研磨来从轮胎上去除脱模剂与污物。可以将溶剂与抛光或研磨操作结合使用以便从表面去除研磨或刷涂材料，从而防止这些材料被再应用于轮胎上。根据本发明的另一个方面，利用高压流体喷射来从目标轮胎表面上清除脱模剂。根据本发明的另一个方面，将目标轮胎表面暴露于具有足够强度的激光束中以便烧掉包含脱模剂的橡胶表面。在本发明的另一个方面中，还可以使用在目标轮胎表面上喷射Flume等离子体的方法来增强转发器、传感器或天线粘附于内衬层上的能力。
以下将通过实例并参照附图对本发明进行描述，其中图1为部分以剖视图示出的轮胎的透视图，其中轮胎具有粘附于内部轮胎内衬层的目标表面部分上的转发器和天线；
图2为根据本发明的代表性轮胎的剖视图，其中轮胎具有固定于目标轮胎表面上并且可以从其上拆除的屏蔽条；图3为本发明的替代实施例，其中通过使用应用于表面上的溶剂并且/或者结合使用清洁装置如刷子来对代表性目标轮胎表面进行清洁；图4为本发明的第三替代实施例，其中通过抛光或研磨程序来对代表性目标轮胎表面进行清洁；图5为本发明的第四替代实施例，其中通过使用高压流体喷射来对代表性目标轮胎表面进行清洁；图6为本发明的第五替代实施例，其中通过激光来对代表性目标轮胎表面进行清洁；图7为本发明的第六替代实施例，其中利用等离子体活化作用来对代表性目标轮胎表面进行清洁；图8为用于转动轮胎并同时清洁目标轮胎表面的设备的侧透视图；以及图9为图8中所示设备的后透视图。
具体实施例方式
通常，轮胎压力监控系统包括具有一个或多个传感器的转发器。转发器及相关电子装置容放于包装中。为了发送或接收RF信号，转发器必须具有天线。优选地，天线在本发明中为环状构型，但是在需要的情况下可以具有其它形状。因此，转发器与天线组件可以是环构型，或者替代地构制成待应用于轮胎表面的补片。由于前述原因，所以天线及相关转发器优选地通过制造后程序利用粘合剂或其它装置固定于轮胎上。在本文中使用时，在不背离本发明原理的情况下，“环状天线”可以是圆形、长方形、对称或不对称形。然而，天线的优选构型为圆形并且其尺寸优选地适于与其所粘附的轮胎胎侧重叠。其它位置如上胎侧或轮胎胎冠区也可用作装配位置。天线可以包括单根金属线或多根线股。各种可从市场上得到的转发器、传感器以及其它电装置与由常规传导材料形成的环状天线结合使用适于符合本发明的原理。
天线金属线的适用材料包括钢、铝、铜、铜合金或其它导电金属线。如本专利文献所公开，一般认为金属线直径对于用作转发器的天线来说并无严格要求。为了提高耐用性，优选使用包括多股细线的钢绞线。其它可用的导线选择包括带状缆线、织物股上的带状金属线、柔性电路、导电薄膜、导电橡胶等等。
首先参看图1，其示出了运用于轮胎12内的本发明的优选实施例10。轮胎12由如橡胶或橡胶组合物之类的常规材料利用常规装置而形成，轮胎可以包括子午线型或斜交帘布层构型。典型轮胎12构制成具有胎面14、胎肩16、环状胎侧18以及终端胎圈20。内衬层22形成于胎腔24中并限定了胎腔24。轮胎12意欲用于具有周边轮辋凸缘28和外部轮辋凸缘表面30的环状轮辋26上的安装位置上。轮辋26具有常规型构型并且包括具有适当强度的金属如钢。
在优选实施例中，所提供的环状天线32具体实现为正弦构型。替代地，天线32在需要的情况下可以构制成如补片中的其它图案或者包括直形金属线，并且天线可以是细丝金属线或软线或胶合线。金属线的适用材料包括钢、铝、铜、铜合金或其它导电金属线。如前所述，金属线直径一般并不视作天线运行情况的关键，并且优选地采用多股细线。天线32的曲线或锯齿状形式提供了灵活性并且使得其在制造与使用期间被损坏的风险得以最小，如下所述。
继续参看图1，提供了上面所述的一般类型的转发器模块34，该转发器模块34可以包括用于检测轮胎参数如压力和温度的装置。作为优选但并非必需的零件，设备10包括形成所示环状构型的天线承载条36。承载条36由电绝缘的弹性材料形成，其为天线和转发器组件提供了刚性和结构完整性。因此，在后制造阶段中，包括呈通常为圆形的整体式组件形式的天线32、转发器模块34以及承载条36的设备10就易于运输和操作以便附连于轮胎12上。设备组件10的直径为轮胎12的尺寸与用户优选的轮胎连接位置的函数。
结合参看图1，设备10在后制造装配操作中被固定于轮胎12的内衬层22上。连接可以通过粘合剂或其它已知的将装置固定于橡胶组合物上的常规手段来实现。在轮胎制造程序期间，内衬层22通常被覆盖着轮胎制造领域中常规类型的衬里粘合剂。这种试剂尽管有益于简化轮胎的快速脱模，但是不利于实现设备10与内衬层22之间的可靠粘结结合。为了将这种试剂从目标轮胎表面去除，或者遮蔽该表面以防这种试剂应用于轮胎上，本发明讲授了一种优选的替代方法与设备，以下将对其进行说明。
参看图1和2，轮胎12部分以剖视图示出，其中轮胎具有粘附于贴近胎圈20的内衬层22上的环状条式薄膜38。薄膜38可以通过自然钉住未硫化的内衬层并且/或者使用适用粘合剂来固定。薄膜38可以由适当的可用材料如尼龙、MYLAR或其它可热成型的材料构成，这些材料能够耐受轮胎硫化过程但并不会永久性地结合于轮胎上。薄柔性膜38在应用润滑脱模剂之前位于覆盖表面40上，从而基本上遮蔽着目标环状表面40免于暴露在随后应用于内衬层22的其它部分上的脱模剂之下。一旦轮胎完全成形并硫化，则可除去条38以便露出其下方的无试剂目标表面40。表面40基本上没有受到脱模剂的污染，这样就提供了良好的表面，可通过粘合之类将环状设备10附连于该表面上。尽管表面40和条38在形式上为环状以便补充设备10的形式，但应当理解其它形状的设备例如补片将需要同样形状的目标表面40和覆盖薄膜38。
图3示出了一种替代方式来获得基本上无试剂的内衬表面，而转发器设备可结合于该表面上。按照图3，提供的清洁设备42包括伸长支承臂44，横向安装的喷嘴46可绕枢轴转动地附连于该伸长支承臂44上。喷嘴46绕枢轴转动以便容许朝向目标表面40调整喷嘴的方向。喷嘴46包括涂布器端48，替代型材料可由该涂布器端48被引向表面40。例如，但并无意将本发明限制于此，图3示出了从喷嘴端48排出的喷射溶剂50。可以使用有机或无机溶剂或表面活化剂来从成品轮胎上清除脱模剂。其实例包括标准肥皂、Alconox、D-limonene、Trichloroethylene和轮胎抛光和修补过程中常用的溶液，但并无意限制溶剂材料的选择。替代地，这些溶剂和表面活化剂可使用其它多种方法例如清洁布或刷子来应用于轮胎上，如52处所示。来自刷子52的刚毛54在应用溶剂50时或应用之后清洁表面40。气压供应管线56为喷射装置提供动力并且将溶剂50加压。可以使用轮胎工业中常用类型的辊子驱动器58来带动轮胎转动同时将喷嘴46相对于表面40保持于固定的优化位置上。在转动轮胎时，设备所清洁的表面40将会形成环状形式。替代地，当清洁设备转动时或者相对于其运动时，轮胎可保持静止。在应用所需的目标表面40较小的补片时，轮胎和清洁喷嘴可都保持静止。根据需要，可以使用其它夹具来形成其它形状和位置的目标表面40。
图4示出了另一个替代清洁实施例，其包括如前所述的涂布器组件但是使用了可绕枢轴转动地安装于端48或喷嘴46上的研磨辊子60。可以利用对轮胎表面进行轮胎抛光或研磨来从轮胎上除去脱模剂。重要的是在使其变松时从表面上清除磨碎或刷掉的材料，以便防止这些材料涂在或重新应用于轮胎上。将使用上述溶剂与抛光或研磨结合起来可进一步增加对内衬表面的清洁度。
图5示出了通过使用高压流体射流62来从目标表面40上清除脱模剂。射流中的流体可为水并且可对水进行加热以便提高清洁效率。可以考虑其它流体或者可能并不需要加热流体。加热高压喷水器可从市场上买到，例如由位于德国Winnenden的Karcher Coporation制造的HDS 650压力清洗装置。使用这种可从市场上买到的清洗装置，可形成大约1000磅/平方英寸和170华氏度的水射流。可另外利用向水射流添加上述的溶剂或表面活化剂来提高清洁功效。喷嘴46可进行角度调节以便容许流62按照最优角度和位置冲击目标表面40以便利用最优效率清洁表面并且尽量减少所需的水和溶剂/表面活化剂的数量。
图6示出了激光清洁方法，其中内衬的表面可暴露于具有足够强度的激光束64之下以便烧掉包含脱模剂的橡胶的表面。理想的是使用例如溶剂、抛光或其它已知技术来除去留下的烧焦橡胶层。
图7示出了利用等离子体射流66来作用于轮胎内衬表面上。表面“活化作用”利用等离子射流可至少在短期内提高物体或物质粘附于内衬上的能力。
图8和9示出了用于以上实施例中的驱动系统。优选文氏管型的真空系统包括部件44、46、48、56和84。高压空气线路装置84、高压空气管道56和喷嘴部件46与48构成了这种系统。排放管44设置用于将过多的材料导离。喷嘴74提供了用于输送清洁介质例如高压热水的装置。直立固定式台架68支承着面板70。一对旋转驱动轴72从面板70延伸并且各支承着位于远端的辊子。主驱动轴和马达76联接于驱动轮78上，而驱动轮78驱动着滑轮80、82以便转动轴72。装置84安装于空气管道56的后端上。根据上文，溶剂、表面活化剂或其它清洁装置可通过喷嘴74来输送。当喷嘴74将溶剂引至轮胎目标表面上时，安装于辊子58上的轮胎就转动，从而基本上从该表面上除掉表面脱模剂。因此，目标薄膜就变清洁并已做好通过粘附或其它已知方法接受转发器组件的准备。
应当理解，本发明实现了以上目的，即提供了用于清洁轮胎目标表面以便粘附传感器、天线或ID标签之类的产品的方法与设备。此处所述的方法用于清洁目标表面，并且本发明所属领域的普通技术人员所清楚的其它变型可用作替代方案来避免不同的系统约束。例如，一些方法为无溶剂式并且不会造成环保问题，而一些不具有侵袭性并且将不会损害或改变目标轮胎表面的表面。其它方法可能更加经济有效。因此，用户可选择符合清洁目标轮胎表面的功能目标同时符合与清洁系统的商业实现相关的成本和环保要求的方法。
可以根据此处所提供的描述来给出本发明的变型。尽管以上为了对本发明进行示例说明示出了特定的典型实施例及细节，但本发明所属领域的普通技术人员应当清楚，在不背离本发明的范围的情况下，可对其进行各种变化和改动。因此，应当理解，可对所述的特定实施例进行改变，而其将属于由以下附属权利要求所限定的本发明的完整范围内。
权利要求
1.一种用于制备轮胎表面以便安装包括转发器壳体和天线的这种类型转发器设备的方法，这种方法的特征在于以下步骤a.识别具有构制成用于将转发器设备容放于其上的接地印痕的轮胎目标表面；b.将轮胎目标表面定位于可由清洁设备够到的位置上；c.启动清洁设备以便基本上从轮胎目标表面上除掉不合需要的表面试剂。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征还在于以下步骤建立清洁设备与轮胎目标表面之间的相对运动以便于基本上从大致所有目标表面上清除不合需要的表面试剂。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于清洁设备与轮胎目标表面之间的相对运动包括轮胎的转动。
4.根据权利要求2所述的方法，其特征在于清洁设备与轮胎目标表面之间的相对运动包括清洁设备的转动。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征还在于以下步骤从清洁设备将溶剂应用于目标表面上。
6.根据权利要求5所述的方法，其特征还在于利用清洁设备刷子来致动溶剂。
7.根据权利要求1所述的方法，其特征还在于以下步骤利用清洁设备研磨目标表面。
8.根据权利要求1所述的方法，其特征还在于以下步骤从清洁设备将比较高压的流体流应用于目标表面上。
9.根据权利要求1所述的方法，其特征还在于以下步骤从清洁设备将激光能量流应用于目标表面上。
10.根据权利要求1所述的方法，其特征还在于以下步骤从清洁设备将等离子体能量流应用于目标表面上。
11.根据权利要求1所述的方法，其中清洁设备包括保护性盖层，并且这种方法的特征还在于以下步骤在将不合需要的表面试剂引至轮胎上之前，将保护性盖层应用于轮胎目标表面上，以及在已将不合需要的表面试剂引至轮胎上之后，从轮胎目标表面上除去保护性盖层。
12.一种用于将包括转发器壳体和天线的这种类型转发器设备安装于轮胎上的方法，这种方法的特征在于以下步骤a.识别具有构制成用于补充转发器设备的接地印痕的轮胎目标表面；b.将轮胎目标表面定位于可由清洁设备够到的位置上；c.启动清洁设备以便基本上从轮胎目标表面上除掉不合需要的表面试剂，以及d.将转发器设备固定于轮胎目标表面上。
13.根据权利要求12所述的方法，其特征还在于以下步骤建立清洁设备与轮胎目标表面之间的相对运动以便于基本上从大致所有目标表面上清除不合需要的表面试剂。
14.根据权利要求13所述的方法，其特征在于清洁设备与轮胎目标表面之间的相对运动包括轮胎的转动。
15.一种用于制备轮胎表面以便安装包括转发器壳体和天线的这种类型转发器设备的清洁设备，这种清洁设备的特征在于用于将轮胎目标表面定位于可够到的位置上的装置；以及用于接合轮胎目标表面以便基本上从轮胎目标表面上清除不合需要的表面试剂的清洁组件。
16.根据权利要求15所述的设备，其特征还在于用于建立清洁设备与轮胎目标表面之间的相对运动的装置。
17.根据权利要求15所述的设备，其特征在于清洁组件包括用于将至少一种清洁试剂引至目标表面上的喷射器喷嘴。
18.根据权利要求17所述的设备，其特征在于喷射器喷嘴具有位置靠近目标表面的排放端。
19.根据权利要求18所述的设备，其特征还在于用于使轮胎相对于清洁组件转动的装置。
20.根据权利要求18所述的设备，其特征还在于用于使清洁组件相对于轮胎目标表面转动的装置。
全文摘要
一种用于制备轮胎表面以便安装包括转发器壳体和天线的这种类型转发器设备的方法和设备，包括以下步骤识别具有构制成用于将转发器设备容放于其上的接地印痕的轮胎目标表面；将轮胎目标表面定位于可由清洁设备够到的位置上；以及，启动清洁设备以便基本上从轮胎目标表面上除掉不合需要的表面试剂。可启动清洁设备于轮胎目标表面之间的相对运动以便形成所需的目标表面形状，例如环状构型，并且便于基本上从大致所有目标表面上清除不合需要的表面试剂。
文档编号B60C23/04GK1706629SQ20051007655
公开日2005年12月14日 申请日期2005年6月10日 优先权日2004年6月10日
发明者J·C·莱蒂里, B·R·哈恩, R·N·马朱姆达, B·M·罗甘, L·T·卢基奇, J·G·斯利克尔, W·A·雷克斯, G·E·图布, R·L·丹多 申请人:固特异轮胎和橡胶公司