用于将电子构件固定至充气轮胎的装置的制作方法

本发明涉及一种用于将涉及测量与轮胎外胎有关的参数的电子构件固定至轮胎外胎的装置。

背景技术：

在过去几年中，已经加强了对集成到包括轮胎外胎和车轮的安装组件中的电子单元的开发。实际上，这些电子单元测量与安装组件有关的参数，例如在安装好充气的状态下，由轮胎外胎和轮辋形成的胎腔内的温度或充气压力。这些参数对于安装组件的安全使用至关重要。这些电子构件提供的功能现在开始增加，从而增加了纳入考虑范围的参数数量。与这些电子单元的通信(特别是为了传递安装组件的参数)，通常通过射频传输到发射器/接收器设备来实现。

这些新功能意味着现在可以开发出能够提供给最终客户的新服务。所提供的服务的质量在很大程度上取决于测量和传输的参数的质量。当然，所做的测量的质量与电子构件的结构和功能部件密切相关。因此，必须考虑该电子构件的不可侵犯性，以确保所提供服务的质量。

该电子构件可以足够小以使其可以集成到轮胎外胎的合适的结构中，例如无源rfid(射频识别)应答器。然而，在大多数情况下，这些电子构件是有源构件并且使用固定装置附接到安装组件的部件。结果，尤其主要借助将电子构件附接到轮胎外胎的固定装置的不可侵犯性，来确保电子构件的不可侵犯性。当然，固定装置还必须满足许多其他要求，例如使用条件下的热机械耐久性，轮胎外胎的耐久性，射频通信性能等。

文献wo201398711a1描述了一种用于固定电子构件的装置，该装置使得可以将电子构件不可逆地保持在轮胎外胎上而不用替换或修改它。然而，例如，有源类型的电子构件的寿命受到例如它们被提供的能量容量的限制。因此，只能够通过首先破坏固定装置和轮胎外胎之间的物理连接，或者通过损坏固定装置以便取出初始电子构件，来保持电子构件，以便更换电池或者受益于电子系统的新发展。然后，更换电子构件需要用于固定新的固定装置的第二步骤，其中新的电子构件插入到新的固定装置中。可能损坏轮胎结构的第一步必须由合格的人员执行。该过程是困难的并且需要轮胎外胎的一段时间的固定，这对于轮胎外胎的使用程度是不利的。

本发明的目的之一是解决如下问题：保持电子构件同时保持固定装置的不可侵犯性，以及维持与固定装置的其他功能的折衷，例如，固定装置的热机械耐久性，轮胎外胎的耐久性，以及电子构件的射频通信的有效性。

为了更好地理解本发明，这里所使用的周向方向s、轴向方向a、以及径向方向r是相对于轮胎外胎围绕其自身的旋转轴线的旋转参考系而限定的方向。径向方向r是远离自身的旋转轴线并且与其垂直的方向。轴向方向a是平行于自身的旋转轴线的方向。最后，周向方向s与预定义的径向方向和轴向方向形成直接三面体。

技术实现要素：

本发明涉及一种用于将电子构件固定至轮胎外胎的壁的装置，其包括：底座，其能够固定至轮胎外胎的壁；保持壁，其连接到底座，所述保持壁与底座限定了能够容纳电子构件的容积；以及夹持系统，其用于夹持保持壁，所述夹持系统能够防止电子构件的任何取出。容积由底座和保持壁的内部表面界定。所述固定装置的特征在于：所述能够弹性变形的保持壁包括开口，所述开口使所述电子构件能够取出和插入；所述保持壁在其外部表面上具有用于夹持保持壁的所述夹持系统的至少一个保持装置；用于夹持保持壁的所述夹持系统是一次性系统。

首先，保持壁具有开口，电子构件通过该开口取出或插入，同时保持固定至轮胎外胎的壁的固定装置。由于保持壁的弹性变形，这种处理电子构件的操作是可能的。因此，由于开口的可进入性和尺寸，可以更换电子构件。这样附接到轮胎外胎的壁的固定装置的不可侵犯性一方面通过夹持保持壁的一次性夹持系统确保，另一方面通过用于该夹持系统的存在于保持壁上的保持装置确保。具体地，这里所谓的“一次性夹持系统”是指仅通过至少部分地破坏它就能够执行夹持系统的移除。具体地，夹持系统通过存在于保持壁上的保持装置而保持在固定装置上。在不损坏固定装置的各种构件的情况下移除夹持系统的唯一可能性在于破坏夹持系统。该操作例如可以在保持装置处实现，该保持装置在保持壁的开口处分离。然而，任何其他装置，例如保持壁中的凹腔，其尺寸大于夹持系统并且与夹持系统相符，可以确保这种功能。因此，首先将电子构件取出或插入到固定装置中的任何动作都需要破坏一次性夹持系统。另外，为了限制电子构件无意中从固定装置中弹出的风险，必须安装新的一次性夹持系统来代替旧的。具体地，在保持装置中存在一次性夹持系统防止了保持壁的分离部分的最大行程，从而与不存在一次性夹紧系统的电子构件的取出或插入阶段相比，最小化了所提供的空间。

根据一个优选实施方案，在开口限定保持壁的每一个不相连的结构上的唇部的情况下，夹持系统能够在保持装置处将开口的唇部聚在一起。

为了防止电子构件从保持壁中取出，夹持系统确保保持壁的不相连的结构在保持装置处间隔开。这种构造的保持装置通过开口穿过。结果，开口允许保持壁的相对于与底座垂直的方向位于保持装置上方的不相连的结构展开。这种展开对应于不相连的结构的部分展开。

根据一个具体实施方案，保持壁包括n个通孔，n大于或等于2。

穿过保持壁的这些孔的第一个作用是：使由车轮和轮胎外胎界定的安装组件的内部腔体的容积与固定装置的内部容积连通。因此，在安装组件的内部腔体与固定装置的腔体之间的物理参数相等，例如压力和温度。结果，位于固定装置的腔体内部并且测量这些参数的电子构件的传感器给出关于安装组件的参数的可靠信息。

另外，这些通孔也可以用作停止点，以停止保持壁的打开。具体地，如果保持壁的开口终止于孔中，则机械应力在孔的整个轮廓上扩展。这减少了导致固态材料中裂缝的萌生和扩展的过应力现象。

根据一个非常具体的实施方案，通孔的横截面具有连续曲率。

这些孔的曲率的连续性促进了孔的轮廓上的机械应力的均匀性，使得可以限制过高的应力集中。结果，限制了在保持壁处的裂缝萌生和扩展的风险。

根据一个非常特定的实施方案，通孔的截面上的任何点具有大于或等于1毫米的曲率半径。

然后，孔具有相当大的尺寸，使得它可以作为有效的停止点，停止开口并且因此停止保持壁中的撕裂。在该第一方案中，其中开口的宽度小于孔的尺寸，例如1毫米，开口通向较大尺寸的孔，从而通过将它们均匀地分布在较大的表面上来减小机械应力。在第二方案中，其中开口的宽度大于孔的主要尺寸，开口的端部(在其通向孔之前可能是孤立的点的形式)变成具有连续曲率的表面，从而减少机械应力。然而，在该第二方案中，机械应力的减小不如第一方案那么大。

有利地，用于夹持保持壁的一次性夹持系统的保持装置包括在包含凹槽和通道的群组中所包括的构件。

保持装置允许一次性夹持系统完全安全地容纳。在凹槽的情况下，一次性夹持系统竖直地定位在凹槽下方，从而不能自然地移除一次性夹持系统。在通道的情况下，将一次性夹持系统安装在通道中可防止自然地移除该系统。

根据一个优选实施方案，用于夹持保持壁的一次性夹持系统的保持装置是部分连续的。

即使采取这样的措施是推荐的，但是没有必要使保持装置是连续的，从而执行其将一次性夹持系统保持在适当位置的功能，同时限制由接触力产生的机械应力。例如，为了使其能够执行其功能，它在部分中是连续的就足够了。

根据一个非常优选的实施方案，在容纳定位在固定装置中的电子构件的容积内接在围绕称为参考轴线的轴线而直立的直圆柱体内部的情况下，用于夹持保持壁的一次性夹持系统的保持装置围绕参考轴线在至少90度的角度扇区上周向地延伸，优选为180度的角度扇区，所述直圆柱体相对于底座的内部表面的高度为2h并且直径为2r。

确保一次性夹持系统的至少四分之一的周边锚固在保持装置内就充分确保将后者保持在固定装置上的功能。为了限制过大的机械应力，接触区域优选延伸超过周边的一半。理想地，保持装置在固定装置的整个周边上的均匀分布将是优选的。

根据一个优选实施方案，在容纳定位在固定装置中的电子构件的容积内接在围绕称为参考轴线的轴线而直立的直圆柱体内部的情况下，用于夹持保持壁的一次性夹持系统的保持装置位于距离参考轴线大于或等于r的径向距离以及距离底座的内部表面大于或等于h的竖直距离处，所述直圆柱体相对于底座的内部表面的高度为2h并且直径为2r。

在该配置中确保保持装置位于电子构件的上部，使得可以通过将保持壁夹持在该构件上，来执行保持电子构件的有效动作。结果，限制了通过保持壁中的开口无意中将电子构件从固定装置中弹出的风险。

在一个优选实施方案中，用于夹持保持壁的一次性夹持系统的保持装置包括腔体，该腔体能够容纳夹持保持壁的一次性夹持系统的至少一部分。

因此，保持装置包括专用壳体，以容纳一次性夹持系统。此外，在没有一次性夹持系统的情况下，该腔体表示天然铰链，用于在插入和取出电子构件的操作期间扩大开口的空间。最后，该腔体中所存在的夹持系统然后减小了由开口分开的保持壁的构件的自然行程范围。结果，降低了电子构件无意中通过开口弹出的风险。优选地，保持装置的腔体具有连续曲率的截面，以便最小化应力集中，从而改善固定装置的寿命。

根据一个非常优选的实施方案，用于夹持保持壁的夹持系统的保持装置的腔体的截面容纳一次性夹持系统的横截面的至少40％。

一次性夹持系统的一部分优选地占据了保持装置所提供的容积。一方面，这防止一次性夹持系统被机械地移除，而不会损坏周围的构件。另一方面，它大大降低了由腔体提供的机械铰链的功能，从而限制了电子构件从固定装置中弹出的风险，同时在空腔中没有一次性夹紧系统的情况下增加了保持壁的不相连的结构的展开。

根据一个非常优选的实施方案，夹持保持壁的一次性夹持系统包括可拧紧的环。

夹持系统是一次性使用的，因为环是自然地闭合的并且移除它需要至少在一个点处破坏环。此外，夹持系统的可拧紧性质可防止其在就位的位置时被移除。作为优选，环的截面具有连续的曲率，使得可以限制将应力集中引入夹紧系统中和引入接触部件中的不连续性，该不连续性会减少环和保持壁的寿命。

根据一个非常优选的实施方案，固定装置的底座包括位于底座的竖直上部的至少一个标记。

在电子构件的功能需要这样的情况下，该标记的存在使固定装置能够相对于轮胎外胎的壁正确地定向，例如，轮胎外胎的优选方向上的各种加速分量。

这些标记是可见的几何细节，包括凸耳、凹口、凸台、凹槽。使用从上方看的光学相机可以容易地识别这些标记，固定装置的表面是视觉可及的，使得将固定装置放置在轮胎外胎的壁上的操作是自动化的。

有利地，固定装置使用弹性体材料制成。

弹性体材料的超弹性特性促进了固定装置的弹性变形，使电子构件能够相对于固定装置插入和取出。另外，因为轮胎外胎的壁通常不是平面的，所以这些材料的弹性使得可以形成用于在底座和轮胎外胎的壁之间结合的有效表面。

在弹性体材料中，基于饱和或不饱和二烯弹性体的橡胶配混物如丁基，sbr，聚丁二烯；天然橡胶；和聚异戊二烯是良好的候选者，因为它们与轮胎外胎的橡胶配混物相容。这些橡胶配混物不会损害电子构件的射频通信性能，因为它们是天然的电绝缘体，其绝缘性能可以通过使用更多或更少量的导电填料来调节。

丁基的优点是它具有优异的抗氧化性。也可以使用epdm(乙烯丙烯二烯单体橡胶)作为弹性体。

附图说明

通过阅读以下描述将更好地理解本发明，所述描述仅通过非限制性示例并且参考附图给出，在所述附图中，相同的附图标记表示相同的部件，并且其中：

·图1是根据本发明的固定装置的立体图；

·图2是固定装置的立体图和剖视图，该截面在开口处截取；

·图3是根据本发明的固定装置的立体图，所述固定装置的开口包括两个线性部分，所述线性部分将保持壁分成四个不相连的结构；

·图4是根据本发明的固定装置的立体图，其中一次性的夹持系统装配到保持装置中。

具体实施方式

图1显示了固定装置10，固定装置10用于将tms(轮胎安装系统)类型的电子构件固定在包含一种或多种选自天然橡胶、丁基橡胶、三元乙丙橡胶的配混物的材料中。这些配混物使电子构件在uhf(超高频)频带中具有足够的射频通信性能。此外，这些配混物具有天然的柔韧性，使得固定装置能够弹性变形。

这里，固定装置10具有旋转轴线30，该旋转轴线30在固定装置10的局部参考系中限定竖直方向w。通过在两个主要是半圆锥形模具之间模制，从而在保持壁12处直接产生开口18。

该固定装置10包括底座11和保持壁12，它们一起构成固定装置10。保持壁12在其上部部分处相对于底座11在方向w上由两个不相连的结构12a和12b构成。这两个不相连的结构12a和12b之间的间隔由开口18形成。这里，开口18可以加宽，以便产生足够大的空间，以将电子构件引入到固定装置10中和从固定装置10中取出电子构件。这种加宽围绕自然铰链来进行，该自然铰链通过圆形截面的某些通孔21a形成，该通孔21a也用作开口18的端部。这些孔21a的形状还可以限制开口18的端部处的应力集中。

这里，保持壁12包括多个圆形孔21a和21b，它们将保持壁12的外部表面17连接到其内部表面上。这些孔21a和21b在安装组件的容积与包含在固定装置10内的容积之间建立流体连通。

最后，固定装置10的保持壁12配备有通道19，该通道19用作保持装置，该保持装置用于可拧紧环型的一次性夹持系统(未示出)。具体地，为了避免通过保持壁12的开口18进行电子构件的任何取出，夹持系统具有将电子构件和保持壁12保持在一起的基本功能。这种保持一方面限制了电子构件相对于固定装置的相对运动，另一方面限制了这些撞击对底座11和保持壁12的内部表面造成的损坏。通道自然地形成使保持壁的上部能够相对于其下部相对枢转的铰链，其下部是相对于通道限定的。该铰链有利于从固定装置10中取出电子构件和将电子构件插入到固定装置10中的阶段。

在底座11的外部表面16处，固定装置10能够通过固定ms聚合物(其代表甲硅烷基改性的聚醚)、mspdms(其代表甲硅烷基改性的聚二甲基硅氧烷)粘合剂、双面胶带、或粘合胶型的弹性体产品的标准方法固定至轮胎外胎的壁。最后，相对于底座的外部表面的底座的竖直上部在此以标记24的方式包括两个圆形的凸耳，所述两个圆形的凸耳彼此径向相对并且从底座11径向向外延伸。对应于标记24的连线的平行线的方向对应于局部参考系中的横向方向v。最后，局部参考系的纵向方向u是垂直于标记24的连线的方向。这些标记24使固定装置10能够定位在轮胎外胎内，并因此使电子构件能够定位在轮胎外胎内。如果例如在固定装置10与轮胎外胎的胎面对齐的情况下，电子构件使得可以在安装组件在安装组件的轴向方向a和周向方向s上的物理参数之间进行区分，则这些标记24是必要的。

图2示出了另一个固定装置10的横截面，其采用与图1的装置类似的材料，该固定装置10能够使用用于固定弹性体产品的标准方法固定至轮胎外胎的壁。固定装置10的截面在开口处在竖直方向w上截取，所述开口的纵向端部终止于保持壁的通孔21a中。在该图中，该固定装置10一方面具有底座11，另一方面具有保持壁的不相连的结构12a。底座11用作固定界面，用于通过外部表面16固定至轮胎外胎的壁。底座11在其内部表面14与外部表面16之间具有厚度e。因此，搁置在底座11的内部表面14上的电子构件与存在于其外部表面16处的轮胎外胎之间存在机械分离。空间e在2到4毫米之间，这里是3毫米。

开口从外部表面17穿过保持壁12到达内部表面15。保持壁的不相连的结构12a的弹性变形能够加宽开口，电子构件通过该开口引入到固定装置10的容积13中或从固定装置10的容积13中取出。容积13由底座11的内部表面14和保持壁的内部表面15界定。该容积13在这里能够在可以包括或不包括间隙的配置下容纳电子构件。因此，容积13也内接在围绕旋转轴线30的直圆柱体内。术语“保持壁的竖直上部”是指相对于底座11的内部表面14位于竖直距离h处的任何材料点。保持壁12的另一部分将并入到竖直下部中。

多个孔从外部表面17穿过保持壁12a到达内部表面15。这些孔使得固定装置10外部的流体能够与容纳在容积13中的流体连通。在该图中，孔21a位于离开底座的内部表面14的小于竖直距离h的竖直距离处。这些孔用作保持壁的铰链。其竖直定位有利于在电子构件上进行的处理步骤。相反，所有孔在固定装置10的外侧上具有开口，该开口位于远离参考轴线30的大于r的径向距离处。

此外，保持壁在其外部表面17上的不相连的结构12a具有定位在竖直上部的径向外部肋，其用作夹持保持壁的一次性夹持系统的保持装置19。该保持装置19相对于参考轴线30径向地定位在大于r的距离处。该径向定位使得保持壁的不相连的结构12a可以充分展开，以使得电子构件能够相对于固定装置10内部的容积13而被取出和插入。该肋在其竖直下部配备有腔体25，以容纳一次性夹持系统(其未在图中示出)。在没有一次性夹持系统的情况下，该腔体25用作位于保持壁12的竖直地位于肋上方的部分与保持壁的竖直地位于肋下方的部分之间的铰链。该铰链有利于保持壁的不相连的结构12a的展开。

图3是另一个固定装置10的立体图。该装置具有旋转轴线30。固定装置10的底座11具有凹口形式的直径相对的标记24，所述凹口使固定装置10能够相对于轮胎外胎的壁进行角度定位。在不具有旋转轴线的其他形式的底座11中，例如菱形底座，这些标记24可以是例如底座11的几何细节，例如限定底座的菱形的角。

底座11的用作与轮胎外胎的壁连接的界面的外部表面16清楚地区分。固定装置10的材料的柔性特性使底座11的外部表面16能够与轮胎外胎的壁的表面相符，从而在两个构件之间形成有效的结合。

保持壁12牢固地附接到底座11，具有由保持壁12的四个狭槽形成的开口18。这里的开口18的宽度约为3毫米。开口18从其外部表面17穿过保持壁12到达其内部表面。

保持壁12在其竖直上部还包括保持装置19，该保持装置19能够在腔体内容纳一次性夹持系统。这个细节没有在这个图中描绘。保持装置19采用不连续的肋的形式，其表现出围绕旋转轴线30的旋转对称性。肋中的不连续部位于开口18的狭槽处。

开口18使保持壁12的竖直上部能够通过保持壁12的四个不相连的结构展开。保持壁12的这些不相连的部分首先能够在保持装置19的腔体的水平处径向枢转。在没有一次性夹持系统的情况下，保持装置19的腔体允许保持壁12的不相连的结构的竖直上部相对于该同一壁的竖直下部枢转。另外，这些不相连的结构也可以在开口的端部的水平处周向枢转，该开口的端部由孔21a构成。这两种旋转使得可以在保持壁12的竖直上部打开足够的空间，使得可以执行相对于固定装置10的内部容积取出或插入电子构件的步骤。另外，一方面用作开口18的端部的孔21a的竖直位置使得可以释放用于处理电子构件的空间。另一方面，它们还可以限制底座11的机械变形，从而可以保证后者在处理电子构件的过程中保持附着在轮胎外胎的壁上。在固定装置10中对电子构件进行的更换发生在轮胎外胎上。

保持壁12的竖直上部还包括通孔21b，通孔21b将固定装置10外部的流体与容纳电子构件的容积中容纳的流体连通。

图4是根据本发明的另一个固定装置10的立体图，其示出了旋转轴线30。固定装置10包括底座11和保持壁，底座11和保持壁牢固地连结在一起。

底座11在其周边上具有定位在u方向上的凸耳的形式的两个标记24，使固定装置10能够相对于轮胎外胎的壁精确地定位。固定装置10使用用于结合弹性体产品的标准方法通过底座11的外部表面16固定至轮胎外胎的壁。

保持壁在其垂直上部由两个不相连的结构12a和12b组成。开口18用于分离它的两个结构12a和12b。这里开口18的宽度约为2毫米。开口18终止于保持壁的某些孔21a中，这些孔位于竖直下部。这些孔21a的定位用作停止开口18的停止点，使得可以获得保持壁的不相连的结构12a和12b的展开，从而可以执行在固定装置10中处理电子构件的步骤。这是因为这些孔21a用作保持壁的不相连的结构12a和12b的铰链。另外，这些不相连的结构12a和12b也可以围绕保持壁的保持装置19的腔体径向枢转。这是因为这里使用矩形截面的通道来制造保持装置19，该通道也用作腔体以容纳一次性夹持系统20的矩形横截面的50％。

最后，位于保持壁的不相连的结构12b的竖直上部的某些通孔21b用于将固定装置10的外部与容纳电子构件的容积流体连通。所有通孔21a和21b的外端都位于保持壁的外部表面17上。

这里将一次性夹持系统20描绘为由丽绚、聚酰胺或尼龙的混合物制成的缆线扎带类型的带。该带包括3毫米长和1.5毫米宽的矩形截面的扎带。该带还具有收紧装置，从而一方面可以减小扎带的长度，另一方面可以形成环。收紧装置用于调节带的直径，以便将开口18的分别位于保持壁的不相连的结构12a和12b上的唇部聚集在一起并且保持将开口18的分别位于保持壁的不相连的结构12a和12b上的唇部。在形成环并且调节该环之后，扎带的自由端与收紧装置齐平地切断，使得它不构成轮胎外胎的壁的突出部分。

环的调节导致保持壁的不相连的结构12a和12b之间的开口18变窄。另外，通过使用一次性夹持系统20，调节环的存在使得由保持装置19中的腔体形成的铰链会锁定在占据该腔体容积的位置中。因此，在保持装置19的竖直上方的部分上的不相连的结构12a和12b的枢转发现其自身受到限制，从而使电子构件不再能够通过开口18相对于固定装置10被取出或者插入。结果，确保了固定装置10的不可侵犯性。仅通过至少部分地破坏保持装置19中所包含的一次性夹持系统20就能够产生足够的空间，以能够在固定装置10的水平处操纵电子构件。在线缆扎带类型的带情况下，使用切割刀片切断扎带或者破坏紧固装置，使得保持壁的通道中所包含的该线缆扎带能够松开。

当然，也可以采用其它一次性夹持系统，例如由包括天然橡胶、丁基橡胶、丁腈橡胶和乙烯丙烯二烯单体的热固性橡胶制成的环，或者由包括聚氨酯和聚酯的可热焊橡胶制成的环。